تأسیس تأسیسات سیستم های اطفاء حریق گاز پایه

اثر رقیق‌سازی
حساسیت یک سامانه تشخیص مکشی به دو عامل اصلی بستگی دارد: تعداد سوراخ‌های نمونه‌برداری در شبکه لوله‌کشی و آستانه‌های قابل برنامه‌ریزی تشخیص دود. تعداد سوراخ‌های نمونه‌برداری می‌تواند بر میزان رقیق‌سازی هوای بازگشتی به محفظه حسگر تأثیر بگذارد.
برای مثال، زمانی که دود از یک سوراخ نمونه‌برداری وارد می‌شود، غلظت دود به‌دلیل عبور از سایر سوراخ‌هایی که هوای پاک (بدون دود) را جذب می‌کنند، کاهش می‌یابد. زمانی که این هوای تمیز با هوای آلوده به دود ترکیب می‌شود و به محفظه تشخیص وارد می‌گردد، هوای آلوده به دود رقیق می‌شود. به این پدیده «اثر رقیق‌سازی» گفته می‌شود (شکل ۷ در پایین).

در شکل ۷، رنگ خاکستری نشان‌دهنده دودی است که از دورترین سوراخ نمونه‌برداری در لوله وارد می‌شود. این دود در حین عبور از لوله با هوای پاک ترکیب شده و غلظت آن کاهش می‌یابد. اثر رقیق‌سازی به‌طور مستقیم با تعداد سوراخ‌های نمونه‌برداری در شبکه لوله‌کشی مرتبط است. هرچه تعداد سوراخ‌ها بیشتر باشد، حجم هوایی که به سمت ASD منتقل می‌شود نیز بیشتر شده و در نتیجه دود معلق در هوا بیشتر رقیق می‌شود.
برای مثال، اگر لوله نمونه‌برداری ۵۰ متر (۱۶۴ فوت) طول داشته باشد و در هر ۵ متر (۱۶ فوت) یک سوراخ تعبیه شده باشد، در مجموع ۱۰ سوراخ از جمله درپوش انتهایی خواهیم داشت.

در این مثال ساده، فرض می‌شود که هر سوراخ مقدار تقریباً برابری از هوا را وارد می‌کند. اگر یک منبع دود با غلظت ۲٪ انسداد بر متر (obs/m) در انتهای لوله قرار گیرد و از سایر سوراخ‌ها دود وارد نشود، دود در مسیر حرکت خود با هوای پاک ترکیب می‌شود. زمانی که نمونه به آشکارساز می‌رسد، غلظت آن به ۰.۲٪ obs/m، یا یک‌دهم مقدار اولیه کاهش یافته است. بنابراین، اگر آستانه هشدار اولیه روی ۰.۲٪ obs/m تنظیم شده باشد، غلظت دود در خارج از سوراخ باید بیش از ۲٪ obs/m باشد تا هشدار به صدا درآید.

در نتیجه، هرچه طول لوله و تعداد سوراخ‌های نمونه‌برداری بیشتر باشد، سامانه بیشتر در معرض اثر رقیق‌سازی قرار می‌گیرد. در این شرایط، بهتر است بر اساس بدترین حالت ممکن طراحی صورت گیرد.
در واقعیت، محاسبه رقیق‌سازی به سادگی مثال بالا نیست و عوامل بیشتری دخیل‌اند. هر سامانه ویژگی‌های متفاوتی دارد، بنابراین محاسبه دقیق آن بسیار پیچیده است. عواملی که بر نرخ رقیق‌سازی تأثیر می‌گذارند شامل اندازه و تعداد سوراخ‌ها، سه‌راهی‌ها و زانویی‌ها در شبکه لوله‌کشی، قطر لوله، و عوامل محیطی مانند دما، فشار و رطوبت هوا می‌شوند.

 

زمان انتقال

زمان انتقال، مدت‌زمانی است که ذرات دود برای رسیدن به محفظه حسگر در دتکتور دودی مکشی نیاز دارند. این زمان (بر حسب ثانیه) از لحظه ورود ذرات به نقطه نمونه‌برداری تا رسیدن آن‌ها به محفظه تشخیص اندازه‌گیری می‌شود. این زمان‌ها با استفاده از نرم‌افزار طراحی دتکتور دودی مکشی محاسبه شده و در فرآیند راه‌اندازی و تأیید نهایی در میدان، به‌صورت عملی ارزیابی و تأیید می‌گردند.

چندین پارامتر در تعیین زمان انتقال تأثیرگذار هستند، از جمله:

• اندازه و تعداد سوراخ‌های نمونه‌برداری
• تنظیم سرعت مکنده (دور بر دقیقه)
• تنظیم حساسیت آشکارساز
• مقدار کل و چیدمان لوله‌های نمونه‌برداری

استانداردها و آیین‌نامه‌های مدرن، زمان‌های انتقال مشخصی را برای کلاس‌های مختلف دتکتورهای دودی مکشی الزام می‌کنند. حداکثر زمان انتقال ممکن است بسته به نوع کاربرد، از ۶۰ ثانیه برای دتکتورهای بسیار زودهنگام، ۹۰ ثانیه برای دتکتورهای زودهنگام، یا ۱۲۰ ثانیه برای دتکتورهای استاندارد متغیر باشد.

برای تعیین زمان‌های مجاز انتقال، به استانداردهای EN 54-20، NFPA 72، NFPA 76 و آیین‌نامه‌های محلی مربوطه مراجعه شود.

 

همان‌طور که پیش‌تر گفته شد، نصب دتکتور حرارتی خطی باید مطابق با استاندارد NFPA 70 (کد ملی برق آمریکا)، استانداردNFPA 72 (کد اعلام حریق) یا طبق الزامات مرجع محلی ذی‌صلاح انجام شود. این بخش از دفترچه، نمونه‌هایی از طراحی نصب برای کاربردهای خاص دتکتور حرارتی خطی مانند سردخانه‌ها، سینی کابل‌ها، تونل‌ها و غیره را ارائه می‌دهد. سیم دتکتور حرارتی خطی را می‌توان مشابه دتکتورهای حرارتی نقطه‌ای در ارتفاع سقف نصب کرد، که پوشش تشخیص وسیع‌تری را فراهم می‌کند. برخی کاربردها نیز شامل نصب نزدیک به منبع خطر می‌شود که این امر باعث انتقال سریع گرما و اعلام سریع هشدار می‌گردد. این نوع نصب با عنوان کاربرد ویژه یا تشخیص مجاورتی شناخته می‌شود. دتکتور حرارتی خطی توسط شرکت‌های Underwriters Laboratories (UL) و Factory Mutual Research Corporation (FM) مورد آزمون قرار گرفته و تأیید شده است و فواصل نصب استانداردی برای آن تعیین شده است. این الزامات در بخش‌های بعدی به‌طور کامل توضیح داده شده‌اند. هنگام طراحی پوشش تشخیص، توجه به عواملی که ممکن است بر طراحی نهایی تأثیر بگذارند و موجب کاهش فاصله مجاز نصب برای دستیابی به پوشش مؤثر شوند، ضروری است. این عوامل می‌توانند شامل جریان هوا، نوع ساختار، ارتفاع سقف‌ها و موانع موجود باشند. مرجع محلی ذی‌صلاح ممکن است فواصلی متفاوت با مقادیر توصیه‌شده را الزامی بداند، بنابراین باید پیش از نصب با آن مشورت شود.

تشخیص ناحیه‌ای
برای تشخیص در سطح وسیع یا گسترده، دتکتور حرارتی خطی باید در سقف یا روی دیوارهای جانبی و در فاصله‌ای حداکثر ۲۰اینچ (۵۱ سانتی‌متر) از سقف نصب شود. نصب‌هایی که شامل ساختارهای تیر یا خرپا هستند، در بخش‌های بعدی توضیح داده خواهند شد. شکل ۳۴ فواصل نصب مورد تأیید نهادهای استاندارد را نشان می‌دهد.

فاصله‌گذاری در سقف صاف

حداکثر فاصله برای نصب روی سقف‌های صاف نباید بیشتر از فاصله تأییدشده بین مسیرهای موازی سیم دتکتور حرارتی خطی باشد، و همچنین باید فاصله آن از دیوارها یا جداکننده‌هایی که تا فاصله ۱۸ اینچ (۴۶ سانتی‌متر) از سقف بالا آمده‌اند، کمتر از نصف فاصله تأییدشده باشد. شکل ۳۵ نمونه‌ای از طراحی سقف صاف با استفاده از فاصله‌گذاری ۳۵ فوت (۱۰.۷ متر) را نشان می‌دهد.

ساختار تیرآهنی
طراحی فاصله‌گذاری برای سقف‌هایی با ساختار تیرآهنی بر اساس دو عامل انجام می‌شود: عمق تیر و فاصله بین تیرها. برای اطمینان از نصب صحیح سیستم، حتماً دستورالعمل‌های زیر را رعایت کرده یا برای جزئیات بیشتر به استاندارد NFPA 72 مراجعه کنید.

تیرهایی با عمق ۴ اینچ (۱۰ سانتی‌متر) یا کمتر

تیرهایی با عمق بیش از ۴ اینچ (۱۰ سانتی‌متر)

ساختار تیرچه‌ای توپر
در ساختارهایی با تیرچه‌های توپر، دتکتور حرارتی خطی باید در زیر تیرچه‌ها نصب شود. هنگامی‌که مسیر سیم دتکتور به‌صورت موازی با تیرچه‌ها اجرا می‌شود، حداکثر فاصله مجاز نصف فاصله تعیین‌شده برای سقف صاف خواهد بود. شکل ۳۷ یک نمونه طراحی معمول برای پوشش سقف در ساختار تیرچه‌ای توپر را نشان می‌دهد.

سقف‌های شیب‌دار
شکل ۳۸ نحوه نصب دتکتور حرارتی خطی بر روی سقف‌های شیب‌دار یا نوک‌تیز را نشان می‌دهد. حداقل باید یک مسیر سیم‌کشی در فاصله حداکثر ۳ فوت (۰.۹ متر) به‌صورت افقی از نوک سقف اجرا شود. سایر مسیرهای لازم باید بر اساس فاصله افقی طرح‌ریزی‌شده از سقف به سمت پایین و نوع ساختار به‌کاررفته در سقف طراحی شوند. برای نصب‌هایی که در ارتفاع بیش از ۳۰ فوت (۹.۱ متر) انجام می‌شوند، مطابق بخش ۵.۱.۵باید فاصله‌گذاری کاهش یابد. برای اطلاعات بیشتر در مورد سقف‌های شیب‌دار به بخش ۵.۶.۵.۴ از استاندارد NFPA 72 مراجعه شود.

توجه: سقف‌های شیب‌داری که طبق کد به‌عنوان سقف صاف در نظر گرفته می‌شوند
بر اساس مقررات، برخی از سقف‌های شیب‌دار در صورتی که شرایط خاصی را داشته باشند، به‌عنوان سقف صاف محسوب می‌شوند. برای تعیین اینکه یک سقف شیب‌دار صاف تلقی می‌شود یا خیر، اختلاف ارتفاع (بر حسب اینچ) بین پایین‌ترین و بالاترین نقطه دیوار را اندازه‌گیری کرده و آن را بر عرض دیوار (بر حسب فوت) تقسیم کنید. اگر عدد حاصل کمتر از ۱.۵ باشد، آن سقف به‌عنوان سقف صاف در نظر گرفته می‌شود.

فاصله‌گذاری در سقف‌های بلند
برای ارتفاع سقف‌های تا ۳۰ فوت (۹.۱ متر)، دتکتور حرارتی خطی می‌تواند با فاصله ۳۵ فوت (۱۰.۷ متر) نصب شود. برای نصب‌هایی با ارتفاع بیشتر از ۳۰ فوت (۹.۱ متر)، فاصله‌گذاری به نصف فاصله تأییدشده کاهش می‌یابد و به ۱۷ فوت و ۶ اینچ (۵.۳ متر) می‌رسد، همان‌طور که در شکل ۳۹ نشان داده شده است.

فضای هوای مرده
دتکتور حرارتی خطی نباید در گوشه‌ای که در فاصله ۴ اینچ (۱۰سانتی‌متر) از دیوار جانبی یا سقف قرار دارد، نصب شود. همان‌طور که در شکل ۴۰ نشان داده شده است، فضای هوای مرده در جایی ایجاد می‌شود که سقف و دیوار جانبی به هم می‌رسند. زمانی که گازهای داغ از منبع آتش به سمت بالا حرکت می‌کنند، پخش شده، خنک می‌شوند و شروع به پایین آمدن می‌کنند که این امر فضای هوای مرده را ایجاد کرده و می‌تواند بر عملکرد صحیح سیم دتکتور تأثیر بگذارد.

تشخیص مجاورت
برای اطفاء حریق در نزدیکی یا کاربردهای خاص، کابلSafeCable باید بر روی خطر یا دقیقاً بالای آن نصب شود، به‌گونه‌ای که در معرض افزایش دمای ناشی از وضعیت حریق قرار گیرد.

موتورها، ژنراتورها، پمپ‌ها، شیرآلات
دتکتور حرارتی خطی می‌تواند مستقیماً روی سطح تقریباً هر نوع تجهیزات مکانیکی و الکتریکی مطابق شکل ۴۱ نصب شود. این نوع نصب امکان پاسخ سریع به تجهیزات داغ‌شده را فراهم می‌سازد، که می‌تواند زودتر از سیستم‌های تشخیص منطقه‌ای هشدار دهد. معمولاً کابلی که برای اطفاء حریق مستقیم تجهیزات استفاده می‌شود، دارای دمای فعال‌سازی بالاتری است. سیم دتکتور حرارتی خطی با دمای بالاتر می‌تواند به همان سیم دتکتور استفاده‌شده برای تشخیص منطقه‌ای متصل شود، مشروط بر اینکه هر دو بخشی از یک منطقه در نظر گرفته شوند.

هنگام نصب مستقیم بر روی بدنه موتورها، ژنراتورها و غیره، انتخاب کابل حرارتی خطی باید براساس دمای محیطی سطحی باشد که کابل روی آن نصب می‌شود.

تشخیص درون کابینت تابلوهای برق، تجهیزات سوییچگیر و سایر کابینت‌های الکتریکی
دتکتور حرارتی خطی را می‌توان از میان تابلوهای برق، تجهیزات سوییچگیر و سایر کابینت‌های الکتریکی عبور داد به‌طوری‌که در نزدیکی اجزای الکتریکی داخل کابینت قرار گیرد، همان‌طور که در شکل ۴۲ نشان داده شده است. کابل دتکتور باید با استفاده از بست‌های نایلونی غیر رسانا مهار شود.

در این نوع کاربرد، باید توجه ویژه‌ای به انتخاب دمای مناسب کابل شود، که این انتخاب باید بر اساس دمای محیطی ناحیه حفاظت‌شده و سطحی که کابل دتکتور حرارتی خطی روی آن نصب شده، صورت گیرد.

سیستم‌های اسپرینکلر پیش‌فعال و دلوژ
هنگام استفاده از دتکتور حرارتی خطی به‌عنوان تجهیز آغازگر در سیستم‌های اسپرینکلر پیش‌فعال، باید به دستورالعمل‌های مربوط به فاصله‌گذاری و موقعیت‌دهی که توسط شرکت Factory Mutual (FM) ارائه شده توجه شود. به‌طور کلی، تأییدیه FM مستلزم آن است که دتکتور حرارتی خطی با فاصله‌ای نصب شود که از حداکثر فاصله مجاز برای سیستم اسپرینکلر سقفی بیشتر نباشد.

کابل دتکتور باید به‌صورت موازی با هر شاخه لوله اسپرینکلر تا انتهای آن شاخه اجرا شود، سپس به‌صورت زاویه قائمه به سمت شاخه بعدی برگشته و در جهت مخالف ادامه یابد تا انتهای ناحیه تشخیص. اطمینان حاصل شود که هر خم ۹۰ درجه‌ای در کابل دتکتور دارای شعاعی حداقل ۳ اینچ (۷.۶ سانتی‌متر) باشد.

یک مسیر دتکتور حرارتی خطی (منطقه یا زون) می‌تواند تا ۱۰٬۰۰۰ فوت (۳٬۰۴۸ متر) کابل دتکتور حرارتی خطی را شامل شود. اگر منطقه اسپرینکلر به بیش از ۱۰٬۰۰۰ فوت کابل نیاز داشته باشد، باید یک منطقه تشخیص اضافه تعریف شود.

تعریف مناطق یا زون ها در سیستم طراحی دتکتور حرارتی خطی
توجه به این نکته مهم است که تعریف ناحیه تشخیص برای دتکتور حرارتی خطی نباید با تعریف ناحیه برای سیستم اسپرینکلر اشتباه گرفته شود. اگر ناحیه اسپرینکلر فراتر از ظرفیت یک منطقه تشخیص سیگنال باشد، باید یک ناحیه تشخیص اضافی تعریف گردد. در این حالت، هر یک از مناطق تشخیص می‌توانند شیر برقی مشترک سیستم اسپرینکلر را فعال کنند. پوشش منطقه تشخیص نباید فراتر از پوشش ناحیه اسپرینکلر باشد.

انبارها و سردخانه ها با ذخیره‌سازی قفسه‌ای
بخش‌های زیر نحوه استفاده از دتکتور حرارتی خطی در انواع سیستم‌های ذخیره‌سازی قفسه‌ای را توضیح می‌دهد، از جمله قفسه‌های باز با یا بدون سیستم اسپرینکلر و ذخیره‌سازی سردخانه‌ای. هنگام نصب دتکتور حرارتی خطی در سیستم قفسه‌ای، چه با سیستم اسپرینکلر و چه بدون آن، باید دستورالعمل‌های FM و همچنین توصیه‌های سازنده رعایت شود.

ذخیره‌سازی قفسه‌ای باز بدون اسپرینکلر
در نصب دتکتور حرارتی خطی در سیستم قفسه‌ای باز بدون اسپرینکلر، تعداد مسیرهای کابل دتکتور بر اساس ارتفاع قفسه تعیین می‌شود. به‌طور کلی، برای هر ۱۰ فوت (۳ متر) ارتفاع قفسه، باید یک مسیر کابل دتکتور در نظر گرفته شود. کابل دتکتور باید به تیر بارگذاری متصل شده و در فضای دودکش عرضی عبور داده شود.

برای جزئیات بیشتر به استاندارد NFPA 72 در مورد این نوع نصب‌ها مراجعه شود.

ذخیره‌سازی قفسه‌ای باز با اطفاء حریق اسپرینکلر
در مورد قفسه‌های تکی یا دو ردیفه، یک مسیر دتکتور حرارتی خطی برای هر تراز اسپرینکلر مورد نیاز است، همان‌طور که در شکل ۴۳ نشان داده شده است. کابل دتکتور باید به تیر بارگذاری در تراز اسپرینکلر متصل شده و در فضای دودکش عرضی عبور داده شود.

برای قفسه‌های چند ردیفه، هر خط اسپرینکلر نیاز به یک مسیر کابل دتکتور متناظر خواهد داشت.

مناطق سردخانه‌ای
هنگام استفاده از دتکتور حرارتی خطی به ‌عنوان تجهیز آغازگر در سیستم‌های اسپرینکلر پیش‌فعال در مناطق سردخانه‌ای، باید به دستورالعمل‌های ارائه‌شده توسط Factory Mutual (FM) توجه شود. این دستورالعمل‌ها را می‌توان در برگه‌های اطلاعات پیشگیری از خسارت FM مانند 8-29 یافت. به‌طور کلی، تأییدیهFM مستلزم آن است که دتکتور حرارتی خطی با فاصله‌ای نصب شود که از حداکثر فاصله مجاز برای سیستم اسپرینکلر سقفی بیشتر نباشد.

به همین دلیل، در مواقعی که تشخیص در سقف در مناطق سردخانه‌ای مورد نیاز است، می‌توان کابل دتکتور سقفی را به لوله اسپرینکلر متصل نمود. هنگام برنامه‌ریزی چنین نصبی، حتماً با مرجع ذی‌صلاح (AHJ) هماهنگی شود.

در نصب دتکتور حرارتی خطی همراه با سیستم اسپرینکلر در یک سیستم قفسه‌ای، باید دستورالعمل‌های FM و همچنین توصیه‌های سازنده رعایت گردد.

در مورد قفسه‌های تکی یا دو ردیفه، یک مسیر دتکتور حرارتی خطی برای هر تراز اسپرینکلر لازم است. کابل دتکتور باید به تیر بارگذاری در تراز اسپرینکلر متصل شده و در فضای دودکش عرضی یا طولی عبور داده شود. در قفسه‌های چند ردیفه، هر خط اسپرینکلر نیاز به یک مسیر کابل دتکتور حرارتی خطی متناظر دارد.

نصب:
کابل رابط از پنل کنترل/رهاسازی اطفاء حریق به یک جعبه اتصال(J-Box) که روی قفسه و برای ناحیه خاصی نصب شده، کشیده می‌شود. سپس دتکتور خرارتی خطی را از جعبه اتصال از میان قفسه‌ها مطابق شکل‌های ۴۴ و ۴۵ عبور داده می‌شود و ممکن است به سیستم قفسه‌ای دوم در آن سوی راهرو ادامه یابد.

هنگام نصب کابل دتکتور روی تیر افقی بارگذاری، از نبشی یا کانال‌های باز موجود در ساختار قفسه برای محافظت کابل در برابر آسیب احتمالی ناشی از لیفتراک یا محصول استفاده شود. کابل می‌تواند با استفاده از بست‌های ساخته‌شده از نایلون  که مقاومت کافی در برابر اشعه یووی آفتاب و دمای سرد یا زیر صفر را دارد، مهار شود.

هنگام عبور کابل از راهروها، باید آن را در ارتفاعی نصب کرد که از هرگونه آسیب احتمالی ناشی از لیفتراک، جرثقیل یا کالا در امان باشد. کابل دتکتور را می‌توان یک تراز بالاتر از سطح اسپرینکلر نصب کرد تا از آسیب همزمان به لوله اسپرینکلر و کابل دتکتور که ممکن است منجر به فعال‌سازی سیستم و جاری شدن آب شود، جلوگیری شود.

یک انبار سردخانه‌ای ممکن است به مدار تشخیص کلاس “A” به‌جای کلاس “B” نیاز داشته باشد. برای این نوع نصب، یک سیم مسی از جعبه اتصال (J-Box) در انتهای ناحیه کابل دتکتور حرارتی خطی تا پنل کشیده می‌شود تا مدار کامل شود

دتکتور حرارتی خطی هنگام کاهش دما در انبار سردخانه‌ای و رسیدن به دمای عملیاتی، دچار جمع‌شدگی می‌شود. در نصب‌هایی که پیش از خنک‌سازی در مناطق سردخانه‌ای انجام می‌شوند، باید میزان مشخصی از افتادگی کابل در حین نصب لحاظ شود تا جمع‌شدگی ناشی از سرما جبران شود.

شکل ۴۶ نموداری است که در تعیین میزان افتادگی مورد نیاز بین بست‌های نصب، کمک می‌کند.

سینی کابل
در کاربرد دتکتور حرارتی خطی روی سینی کابل، باید از الگوی موج سینوسی همان‌طور که در شکل‌های ۴۷ و ۴۸ نشان داده شده استفاده شود. حداکثر فاصله بین هر قله یا دره نباید بیش از ۶ فوت (۱.۸ متر) باشد. کابل دتکتور حرارتی خطی باید از کناره‌های سینی کابل، با استفاده از مناسب‌ترین بست نصب متناسب با نوع ساختار سینی، مهار شود.

برای اطلاعات مربوط به تجهیزات نصب در سینی کابل به بخش های قبلی این دفترچه مراجعه شود. این تجهیزات نصب، باعث تضمین نصب صحیح و تماس مناسب با کابل‌های داخل سینی کابل می‌شود.

برآورد طول دتکتور حرارتی خطی برای سینی کابل
از آنجایی که در نصب توصیه‌شده، دتکتور حرارتی خطی باید به‌صورت موج سینوسی عبور داده شود، ممکن است برآورد دقیق طول مورد نیاز برای یک مسیر خاص دشوار باشد. محاسبه زیر به تعیین تقریبی مقدار کابل مورد نیاز در نصب سینی کابل کمک خواهد کرد (شکل ۴۹).

برای تعیین تعداد نقاط نصب در طول سینی کابل، طول سینی کابل را بر ۳ تقسیم کرده و عدد ۱ را به حاصل اضافه کنید.

نقاله‌ها
در سیستم‌های نقاله، چند ناحیه رایج وجود دارد که نیاز به حفاظت دارند. غلتک‌هایی که به دلیل اصطکاک ناشی از از‌دست‌رفتن روانکاری بیش از حد گرم می‌شوند و بیرینگ‌های غلتک داغ ممکن است موجب آتش‌گرفتن تسمه یا محصول روی آن شوند. مواد موجود روی نقاله نیز ممکن است بر اثر اصطکاک یا جرقه شعله‌ور شوند. خرابی و کارکرد بیش از حد نیز می‌تواند باعث داغ‌شدن بیش از حد موتورهای محرک شده و موجب آتش‌سوزی گردد. این‌ها همه از نواحی رایج برای حفاظت در سیستم‌های نقاله هستند. جزئیات مربوط به کاربرد در نقاله‌ها در شکل‌های ۵۰ و ۵۱نشان داده شده‌اند.

در برخی موارد ممکن است لازم باشد دتکتور حرارتی خطی با استفاده از سیم راهنما پشتیبانی شود (بخش های قبلی را بخوانید). در این نوع نصب‌ها، سیم باید در هر ۱۵ فوت (۴.۵ متر) مهار شود. این کار از افتادگی سیم جلوگیری می‌کند، که ممکن است در عملکرد نقاله اختلال ایجاد کند یا توسط مواد حمل‌شده آسیب ببیند.

اطمینان حاصل شود که با اپراتورهای کارخانه در خصوص ارتفاع مواد حمل‌شده و نحوه بارگذاری آن‌ها روی نقاله مشورت شود. برای مثال، اگر نقاله از سمت راست بارگیری می‌شود، احتمالاً ارتفاع مواد در سمت چپ نقاله بیشتر خواهد بود. بنابراین، باید دقت بیشتری در تعیین محل نصب کابل دتکتور حرارتی خطی به خرج داد. در نظر گرفتن این نکات از آسیب غیرضروری به کابل دتکتور جلوگیری می‌کند.

بگ‌هاوس‌ها – غبارگیرها
شکل و طراحی بگ‌هاوس‌ها و غبارگیرها متفاوت است. محیط بیرونی این واحدها باید مطابق شکل ۵۲ محافظت شود. بسته به طراحی دستگاه، دتکتور حرارتی خطی ممکن است در محیط داخلی نیز نصب شود، همان‌طور که در شکل ۵۳ نشان داده شده است. در صورت نیاز، کابل دتکتور حرارتی خطی می‌تواند از طریق لوله به سطح بالاتری در داخل واحد منتقل شود.

برای نصب کابل دتکتور حرارتی خطی تقریباً در ارتفاع ۳ فوت (۰.۹ متر) بالاتر از کف واحد، می‌توان از سیم راهنما یا براکت‌های L شکل استفاده کرد. هنگام استفاده از براکت‌های L، اطمینان حاصل شود که کابل دتکتور در حداکثر هر ۳ فوت (۰.۹متر) مهار شده باشد.

کاربرد در تونل‌ها
هنگام طراحی سیستم دتکتور حرارتی خطی برای تونل‌ها، باید در نظر داشت که هر ناحیه می‌تواند تا ۱۰٬۰۰۰ فوت (۳٬۰۴۸ متر) طول داشته باشد. همان‌طور که در نمودار زیر نشان داده شده، در بیشتر موارد، کابل دتکتور در سقف بالای مناطق عبور ترافیک نصب می‌شود.

یک طراحی کامل باید نه‌تنها مناطق ترافیکی، بلکه تجهیزات، اتاق‌های مکانیکی، مسیرهای سینی کابل و سیستم‌های تهویه تونل را نیز پوشش دهد. شکل ۵۴ یک کاربرد ساده در تونل را نشان می‌دهد.

با حداکثر طول ۱۰٬۰۰۰ فوت (۳٬۰۴۸ متر) برای هر ناحیه، ترکیب‌های متنوعی برای پیکربندی‌های مختلف نصب قابل اجرا است. فواصل استاندارد توضیح داده‌شده در بخش های پیشین را می‌توان برای کاربردهای تونل نیز به‌کار برد.

مخازن ذخیره‌سازی با سقف شناور
در طراحی سیستم برای مخازن ذخیره‌سازی با سقف شناور، دتکتور حرارتی خطی باید در اطراف محیط داخلی مخزن نصب شود. برای مهار کابل دتکتور در ناحیه بین آب‌بند اولیه و آب‌بند ثانویه یا روی سد فوم در بالای آب‌بند ثانویه، از براکت‌های L شکل به همراه گیره‌های کابل با پوشش روی  استفاده می‌شود. توضیحات مربوط به این تجهیزات نصب در این دفترچه آمده است.

یک کابل راهنما از تابلوی اعلام و اطفاء حریق تا یک جعبه تقسیم(J-Box) که درون محفظه مخصوص جمع‌آوری کابل لیدر بر روی سقف شناور نصب شده، کشیده می‌شود. این محفظه کابل لیدر را در هنگام بالا و پایین رفتن سقف شناور جمع‌آوری می‌کند.

سپس دتکتور حرارتی خطی از جعبه تقسیم در اطراف محیط مخزن به سمت جعبه ELR با مقاومت انتهایی برای مدار تشخیص نوع کلاس “B” کشیده می‌شود. در صورتی که مدار تشخیص نوع کلاس “A” مورد نیاز باشد، دتکتور حرارتی خطی به جعبه تقسیم دوم متصل می‌شود و از آنجا یک سیم مسی به سمت تابلو اعلام حریق برگشت داده می‌شود تا مدار تکمیل گردد.

کاربردهای بیرونی
هنگام طراحی یک سیستم تشخیص توسط دتکتور حرارتی خطی برای استفاده در فضای باز، باید چند عامل مهم را در نظر گرفت. تأثیر گرمای خورشیدی، به‌ویژه زمانی که سیم تشخیص در معرض مستقیم نور خورشید نصب شده باشد، می‌تواند باعث شود دمای محیط از حد مجاز فراتر رود. باید نصب یک پوشش محافظ بر روی دتکتور حرارتی خطی را در نظر گرفت تا به کاهش اثرات نور خورشید و در نتیجه کاهش دما کمک کند. پوشش محافظ همچنین می‌تواند با محافظت از دتکتور حرارتی خطی در برابر اثرات تابش فرابنفش شدید، عمر مفید آن را افزایش دهد. اگرچه دتکتور حرارتی خطی استاندارد برای استفاده در فضای باز تأیید شده است، نوع پوشش‌دار نایلونی آن ممکن است برای مقاومت بیشتر در برابر تابش فرابنفش استفاده شود. هنگام استفاده از دتکتور حرارتی خطی که در داخل لوله نصب شده برای کاربردهای بیرونی مانند پل‌ها، در انتخاب درجه حرارت مناسب دقت کنید. تابش آفتاب بر روی لوله ممکن است دمای داخلی را به اندازه‌ای افزایش دهد که دتکتور حرارتی خطی فعال شود. تمام اتصالات و اتصال‌دهنده‌های بیرونی باید در جعبه تقسیم با درجه حفاظتیNEMA 4 انجام شوند. جعبه‌های J/ELR-Box وHDJ/HDELR-Box محفظه‌هایی با درجه NEMA 4 هستند که برای استفاده در کاربردهای بیرونی تأیید شده‌اند.

نصب دتکتور حرارتی خطی
دتکتور حرارتی خطی به عنوان یک دستگاه فعال‌شونده بر اثر حرارت برای استفاده با پنل کنترل/آزادسازی اعلام حریق تحت نظارت تأیید شده است. دتکتور حرارتی خطی در دماهای مختلف عرضه می‌شود و درجه‌بندی‌های آن مشابه آشکارسازهای حرارتی و اسپرینکلرها است. برای انتخاب دتکتور حرارتی خطی مناسب با محیط خود به نمودار درجه حرارت ما (شکل ۳) مراجعه کنید. دتکتور حرارتی خطی را می‌توان هم برای محافظت ناحیه‌ای و هم برای کاربردهای موضعی (نزدیک به خطر یا منبع احتمالی حرارت) نصب کرد تا واکنش سریع‌تری داشته باشد.
• نصب دتکتور حرارتی خطی باید مطابق با کد ملی برق NFPA 70، کد اعلام حریق NFPA 72 یا طبق دستور مقام محلی ذی‌صلاح انجام شود. استفاده از آن باید همراه با پنل کنترل/آزادسازی اعلام حریق تأییدشده باشد و در مسیرهای پیوسته بدون انشعاب یا خطوط فرعی (T-Taps یا branch lines) نصب گردد.
• دتکتور حرارتی خطی باید همیشه در داخل لوله محافظ نصب شود در موارد زیر: زمانی که در ارتفاع ۶ فوت (۱.۸ متر) یا کمتر از سطح زمین نصب می‌شود، در تمام عبورها از کف زمین، یا در ورود به ایستگاه کششی دستی (manual pull station).

نصب دتکتور حرارتی خطی
در طول نصب، مهم است که با احتیاط با دتکتور حرارتی خطی برخورد شود. پوشش خارجی پلیمری آن بسیار مقاوم است، اما سیم‌های داخلی و پوشش حرارتی واکنشی آن در صورت عدم مراقبت صحیح ممکن است آسیب ببینند. دستورالعمل‌های زیر جهت کمک به جلوگیری از آسیب به دتکتور حرارتی خطی و اطمینان از نصب موفق و بدون مشکل ارائه شده‌اند.

توجه: برای جلوگیری از جمع شدن ناگهانی سیم، هنگام باز کردن آن همواره مقداری کشش روی کابل حفظ شود.
• همواره کابل دتکتور حرارتی را در فواصل ۳ تا ۵ فوت (۱ تا ۱.۵متر) با استفاده از بست‌های مناسب پشتیبانی کنید.
• همواره قبل از نصب، کابل را با یک مولتی‌متر تست کنید تا از عدم وجود اتصال کوتاه در کابل دتکتور حرارتی اطمینان حاصل شود. سلامت دتکتور حرارتی خطی همچنین پیش از ارسال، برای تضمین کیفیت آزمایش می‌شود.
• همواره در طول نصب، کابل دتکتور حرارتی را تحت کشش نگه دارید تا از جمع شدن ناگهانی آن جلوگیری شود.
• همواره هنگام نصب کابل دتکتور حرارتی، مقدار افت مناسب (شُل بودن) را رعایت کنید. برای اطلاعات دقیق‌تر به نمودار افت کابل در زیر (شکل ۵۶) مراجعه نمایید.

همواره اطمینان حاصل کنید که نصب دتکتور حرارتی خطی مطابق با کدها و دستورالعمل‌های نصب محلی انجام شود.
• همواره در هنگام نصب دتکتور حرارتی خطی دقت کنید که کابل را بیش از حد نکشید یا روی اجسام یا گوشه‌های تیز نکشید. با وجود مقاومت بالای پوشش خارجی، در صورت عدم رعایت نکات احتیاطی، این پوشش ممکن است آسیب ببیند.
• همواره قبل از ورود به جعبه تقسیم (J-Box / ELR-Box)، یک حلقه در کابل دتکتور حرارتی خطی ایجاد کنید (شکل ۵۷). این کار کمک می‌کند از کشش بیش از حد ناشی از انبساط و انقباض یا جدا شدن تصادفی از ترمینال جلوگیری شود.

همواره اطمینان حاصل کنید که کانکتور کاهش فشار (Strain Relief Connector) به‌طور مناسب سفت شده باشد تا کابل دتکتور حرارتی خطی به‌درستی مهار شده و یک آب‌بندی مقاوم در برابر رطوبت ایجاد شود.
هرگز کابل دتکتور حرارتی خطی را به‌گونه‌ای نصب نکنید که کابل از یک ناحیه (زون) به ناحیه دیگر امتداد یابد.
• هرگز کابل دتکتور حرارتی خطی را روی سطوحی مانند لوله‌ها، تیرآهن‌ها یا قفسه‌های فلزی که ممکن است به‌عنوان جذب‌کننده حرارت (Heat Sink) عمل کنند نصب نکنید، زیرا این کار ممکن است باعث تأخیر در زمان فعال‌سازی شود.
• هرگز بست‌های نصب را آن‌قدر سفت نکنید که کابل دتکتور تحت فشار، کشیدگی یا گیر افتادگی قرار گیرد یا نتواند به‌آسانی در داخل وسیله نصب حرکت کند.
• هرگز کابل دتکتور را با زاویه ۹۰ درجه خم نکنید. تمام خم‌ها یا چرخش‌ها باید به‌صورت منحنی با حداقل شعاع ۳ اینچ (۷.۶سانتی‌متر) باشند، همان‌طور که در شکل ۵۸ نشان داده شده، و در فاصله شش اینچی از زاویه، مهار شوند.

هرگز طبق الزامات UL و FM، سیم دتکتور حرارتی خطی را رنگ نکنید.
• هرگز از کانکتورهای سیم (Wire Nut) یا ابزارهای مشابه استفاده نکنید؛ تمام اتصالات باید با استفاده از تکنیک‌های اتصال تأییدشده و ترمینال‌های پیچی (Screw Terminals) که در بخش های قبل توضیح داده شده‌اند انجام شوند.
• هرگز کابل دتکتور حرارتی خطی را نکشید؛ همواره مقداری شُل بودن (Slack) در مسیر کابل در نظر بگیرید، به‌ویژه در کاربردهای سردخانه‌ای.
• هرگز کابل دتکتور را در محل‌هایی قرار ندهید که ممکن است در اثر رفت‌وآمد افراد، تجهیزات یا وسایل نقلیه آسیب ببیند.
• هرگز کابل دتکتور را در مکان‌هایی نگهداری نکنید که دمای محیط به دمای نصب مجاز کابل نزدیک یا از آن بیشتر باشد.
• هرگز دتکتور حرارتی خطی را با بست‌های غیرمجاز نصب نکنید؛ این کار ممکن است باعث آسیب به کابل، ایجاد آلارم‌های کاذب، و باطل شدن گارانتی شود.

کانکتورهای ترمینال پیچی و لوازم جانبی اتصال
هنگام اتصال (Splicing) دتکتور حرارتی خطی، استفاده از کانکتور ترمینال پیچی ضروری است تا اتصال بادوام و صحیح برقرار شود. همچنین از نوار اتصال برای پوشش محل اتصال استفاده می‌شود تا از نفوذ رطوبت و تجمع آلودگی جلوگیری شود. در صورت نیاز، نوار آب‌بندی مخصوص اتصال‌های مقاوم در برابر شرایط جوی نیز در بازار موجود است. شکل ۵۹ لوازم اتصال و اتصال‌دهی در دسترس را نشان می‌دهد.

نوار اتصال (Splicing Tape)

نوار اتصال برای پوشاندن محل اتصال کابل دتکتور حرارتی خطی پس از استفاده از کانکتور ترمینال پیچی به‌کار می‌رود. این نوار باعث محافظت از محل اتصال در برابر رطوبت، گرد و غبار و آلودگی می‌شود و از بروز مشکلاتی مانند اتصال کوتاه یا خرابی عملکرد جلوگیری می‌کند. استفاده از نوار اتصال بخشی ضروری از فرآیند اتصال استاندارد طبق دستورالعمل‌های نصب می‌باشد.

اتصال در جعبه تقسیم (J-Box) – گزینه ۲
برای ایجاد یک اتصال بادوام که بیشترین محافظت را در برابر رطوبت، گرد و غبار و جدا شدن تصادفی فراهم کند، باید از اتصال در جعبه تقسیم (J-Box) طبق شکل ۶۱ استفاده شود. علاوه بر این، تمام اتصالات در فضای باز نیز باید درون J-Box انجام شوند.

در این روش، دتکتور حرارتی خطی از طریق کانکتور کاهش فشار (Strain Relief Connector) وارد جعبه تقسیم (J-Box) یا HDJ-Box می‌شود. کانکتور کاهش فشار از طریق سوراخی به قطر ۷/۸ اینچ که در بدنه جعبه ایجاد می‌شود نصب می‌گردد. برای بهترین نتیجه، از اره گرد (Hole Saw) برای ایجاد سوراخ استفاده کنید، نه مته معمولی.

اتصال کابل دتکتور حرارتی خطی در داخل جعبه تقسیم با استفاده از ترمینال پیچی انجام می‌شود. حتماً پیچ‌های ترمینال را محکم ببندید تا از جدا شدن تصادفی جلوگیری شود.

نصب و سیم‌کشی پنل کنترل اعلام حریق

دتکتور حرارتی خطی می‌تواند با هر پنل کنترل/آزادسازی متعارف اعلام حریق مورد استفاده قرار گیرد. طول کل کابل دتکتور حرارتی خطی برای هر زون بسته به قابلیت‌های پنل متفاوت است. برای تعیین حداکثر طول مجاز برای یک پنل خاص، لطفاً با شرکت سازنده تماس بگیرید یا به دیتاشیت محصول مراجعه کنید.

نصب پنل

• پنل کنترل/آزادسازی اعلام حریق معمولاً در ارتفاعی نصب می‌شود که دسترسی آسان برای پیکربندی، برنامه‌ریزی و نگهداری را فراهم کند.
• تمام سیم‌های سیگنال باید دارای پوشش (شیلددار) بوده و از نوع مناسب باشند. نوع خاص سیم مورد استفاده ممکن است بسته به مقررات محلی آتش‌نشانی متفاوت باشد. لطفاً در مرحله برنامه‌ریزی با مرجع مسئول (AHJ) مشورت کنید.
• پنل نباید در مکان‌هایی نصب شود که دما یا رطوبت آن خارج از محدوده عملکرد مجاز باشد.
• پنل نباید در نزدیکی تجهیزاتی نصب شود که احتمال تولید سطوح بالای فرکانس رادیویی (مانند آژیرهای رادیویی) یا انرژی الکتریکی زیاد (مانند موتورهای بزرگ یا ژنراتورها) را دارند.
• هرگز روی قسمت بالای پنل سوراخ ایجاد نکنید، زیرا براده‌های فلزی ممکن است باعث آسیب به اجزای الکترونیکی داخل پنل شوند.

نقشه سیم‌کشی برای مدارهای کلاس “A”

شکل ۶۳ یک نمونه سیم‌کشی مدار کلاس “A” را نشان می‌دهد که در آن کابل اصلی (Leader Cable) از پنل کنترل به داخل یک جعبه تقسیم (J-Box) وارد شده و به دتکتور حرارتی خطی متصل می‌شود. انتهای مسیر کابل دتکتور حرارتی خطی به یک جعبه تقسیم دوم ختم می‌شود، جایی که به سیم مسی تأییدشده با سایز مناسب متصل شده و به سمت پنل کنترل بازمی‌گردد تا مدار کلاس “A” تکمیل شود.

مقاومت انتهایی (End of Line Resistor) در داخل پنل کنترل اعلام حریق قرار دارد، یا در صورت استفاده از مدل‌هایاعلام حریق آدرس پذیر ، در داخل ماژول کلاس “A” تعبیه شده است.

نقشه سیم‌کشی برای مدارهای کلاس “B”

شکل ۶۴ یک نمونه سیم‌کشی مدار کلاس “B” را نشان می‌دهد که در آن کابل اصلی (Leader Cable) از پنل کنترل وارد یک جعبه تقسیم (J-Box) شده و به دتکتور حرارتی خطی متصل می‌شود.

انتهای مسیر دتکتور حرارتی خطی در یک جعبه ELR (ELR-Box) خاتمه می‌یابد، که مقاومت انتهایی (End of Line Resistor) در داخل آن قرار دارد و مدار را به‌عنوان یک مدار کلاس “B” تکمیل می‌کند.

12.1 * کلیات

12.2 هماهنگ‌کننده نقص

12.3 سیستم برچسب نقص

12.4 برنامه‌های نقص پیش‌بینی‌شده

12.5 نقص‌های اضطراری

12.6 بازگرداندن سیستم‌ها به سرویس

هدف اصلی استاندارد NFPA 86 کاهش خطرات ناشی از آتش‌سوزی، انفجار و سایر حوادث مرتبط با کوره‌ها و اجاق‌های صنعتی است. این استاندارد برای مهندسان، اپراتورها و مدیران ایمنی در صنایعی مانند متالورژی، سرامیک و شیمیایی ضروری است.

A.8.10.1
بخش‌های فرعی ۸.۲.۲ و ۸.۲.۵ الزام می‌کنند که دتکتور شعله (Flame Detector) و سیستم ایمنی احتراق (Combustion Safeguard) مطابق با دستورالعمل‌های سازنده نصب و به کار گرفته شوند. در مواردی که دتکتورهای شعله (اسکنرها) همراه با سیستم‌های ایمنی احتراق به طور مداوم و بدون خاموشی بیش از حداکثر بازه زمانی توصیه شده توسط دستورالعمل‌های سازنده سیستم ایمنی احتراق و دتکتور شعله کار می‌کنند، چنین عملکرد مداوم بدون خاموشی و بررسی ایمنی شروع به کار (Safe-Start Check) مطابق با استاندارد نخواهد بود.

توضیحات:

این متن تأکید می‌کند که دتکتورهای شعله و سیستم‌های ایمنی احتراق باید طبق دستورالعمل‌های سازنده نصب و استفاده شوند و در صورت کارکرد مداوم بدون خاموشی و بررسی ایمنی، ممکن است با استانداردها مطابقت نداشته باشند.

سنسورهای فرابنفش (UV) ممکن است به گونه‌ای خراب شوند که از دست رفتن شعله تشخیص داده نشود. در مواردی که این سنسورها به طور مداوم استفاده می‌شوند، خرابی‌ها می‌توانند توسط یک دتکتور فرابنفش خودبررسی‌کننده (Self-Checking) یا با آزمایش دوره‌ای دتکتور برای اطمینان از عملکرد صحیح، تشخیص داده شوند.

A.8.10.3
شکل A.8.10.3 (بدون مقیاس) نموداری است که توالی رویدادهای لازم برای دستیابی به زمان بسته شدن شیر قطع ایمنی (SSOV) در مدت حداکثر ۵ثانیه پس از از دست رفتن شعله را نشان می‌دهد. شیرهای قطع ایمنی معمولی (SSOV) حداکثر زمان بسته شدن ۱ ثانیه دارند؛ با این حال، برخی شیرهای تأیید شده یا لیست‌شده ممکن است زمان‌های طولانی‌تری داشته باشند.

N A.8.10.5(1)
در مواردی که از سنسورهای شعله مستقل برای تشخیص شعله پایلوت(Pilot) و شعله اصلی (Main Flame) استفاده می‌شود، اطمینان حاصل کنید که شعله پایلوت و شعله اصلی به طور مستقل تشخیص داده می‌شوند. به دلیل دشواری تشخیص مستقل شعله پایلوت و شعله اصلی با دو اسکنر فرابنفش (UV)، تشخیص شعله پایلوت توسط میله شعله (Flame Rod) و شعله اصلی توسط اسکنر فرابنفش (UV Scanner) قابل قبول است.

توضیحات کلیدی:

شعله‌هایی که تا ۳ فوت (۱ متر) یا کمتر گسترش می‌یابند، تنها نیاز به یک سنسور شعله برای تشخیص شعله پایلوت و شعله اصلی دارند. یک مشعل خطی (Line Burner)، مشعل لوله‌ای (Pipe Burner) یا مشعل تابشی (Radiant Burner) با شعله‌هایی که تا ۳ فوت (۱ متر) یا بیشتر گسترش می‌یابند، نیاز به دو سنسور شعله دارند: یکی برای تشخیص شعله پایلوت و دیگری برای تشخیص شعله مشعل اصلی در انتهای مجموعه که دورترین نقطه از منبع اشتعال است. دو مثال از آرایش‌های مشعل که به عنوان یک مشعل واحد با یک سیستم ایمنی شعله نصب‌شده در انتهای مجموعه در نظر گرفته می‌شوند، در شکل‌های A.8.10.6(a) وA.8.10.6(b) نشان داده شده‌اند.

A.8.12
در هر جایی که دمای سوخت روغن می‌تواند به زیر سطح ایمن برسد، افزایش ویسکوزیته (گرانروی) از اتمیزه شدن مناسب جلوگیری می‌کند. سوخت‌های روغن شماره ۲ و شماره ۴ می‌توانند در صورت کاهش دما به زیر نقطه ریزش(Pour Point) منجمد شوند، چه از پیش‌گرم‌کننده‌ها استفاده شود و چه نشود. در هر جایی که دمای سوخت روغن به بالاتر از سطح ایمن برسد، تبخیر روغن قبل از اتمیزه شدن اتفاق می‌افتد و باعث کاهش حجم سوخت به اندازه‌ای می‌شود که خاموش‌شدن قابل توجه شعله را ایجاد می‌کند.

A.8.13.1
این واقعیت که روغن یا گاز به عنوان سوخت ذخیره (Standby Fuel) در نظر گرفته می‌شود، نباید الزامات ایمنی مربوط به آن سوخت را کاهش دهد.

A.8.16
نقطه تنظیم دمای اضافی (Excess Temperature Set Point) باید حداکثر در دمایی تنظیم شود که توسط سازنده مشخص شده است. اگر مواد قابل اشتعال یا سوختنی در یک کوره یا خشک‌کن پردازش می‌شوند، نقطه تنظیم باید دمایی باشد که اجازه ندهد مواد به دمای خوداشتعالی (Auto-Ignition Temperature) برسند. محدودیت‌های نقطه تنظیم بر اساس دمای خوداشتعالی برای کوره‌های با اتمسفر خاص و سوزاننده‌های بخار اعمال نمی‌شود. اگر به دلایل فرآیندی، کار باید از رسیدن به دمای بالا که کمتر از نقطه تنظیم دمای اضافی کوره است محافظت شود، می‌توان از یک قفل ایمنی اضافی محدودیت دما استفاده کرد، یا کنترل‌کننده دمای عملیاتی می‌تواند به‌طور مناسب قفل یا هشدار داده شود.

برای یک فن تخلیه با سرعت ثابت، با افزایش دمای کوره، جریان تخلیه کوره بر حسب فوت مکعب استاندارد در دقیقه کاهش می‌یابد. افزایش بیش از حد دما، تهویه ایمنی را کاهش می‌دهد و می‌تواند باعث انفجار بخار قابل اشتعال در کوره‌ها و خشک‌کن‌های مجهز به تهویه ایمنی شود.

A.8.16.6
برای تشخیص سایر خرابی‌های سنسور، مانند اتصال کوتاه ترموکوپل، که منجر به اقدامات مورد نیاز در بخش ۸.۱۶.۵ نمی‌شود، اپراتور یا پرسنل نگهداری می‌توانند ارزیابی کنند.

توضیحات کلیدی:

A.8.16.7
اجزای حسگر دما، مانند ترموکوپل و سیم‌های گسترش، که برای محیط مورد نظر رتبه‌بندی نشده‌اند، در معرض خطر بیشتری برای اتصال کوتاه هستند.

A.8.16.8
عنصر حسگر باید در جایی قرار گیرد که تفاوت بین سنسور کنترل دما و سنسور محدودیت دمای اضافی به حداقل برسد. عنصر حسگر دما در قفل ایمنی محدودیت دمای اضافی باید در جایی قرار گیرد که بتواند شرایط دمای اضافی را تشخیص دهد، شرایطی که باعث اولین آسیب به کوره یا کار می‌شود، زمانی که دما در کوره از حداکثر نقطه تنظیم عملیاتی فراتر می‌رود و برای ایمنی عملیات بسیار حیاتی است.

A.8.16.9
عنصر حسگر دما در قفل ایمنی محدودیت دمای اضافی می‌تواند توسط سایر ابزارهای اندازه‌گیری نظارت شود، به شرطی که دقت خوانش دمای قفل ایمنی محدودیت دمای اضافی کاهش نیابد.

A.8.17.3
نمایش بصری امکان تشخیص خرابی‌های سنسور، مانند اتصال کوتاه ترموکوپل، را فراهم می‌کند که ممکن است منجر به اقدامات مورد نیاز در بخش ۸.۱۷.۲ نشود. اپراتور یا پرسنل نگهداری می‌توانند قفل ایمنی بای‌پس ۱۴۰۰ درجه فارنهایت (۷۶۰ درجه سانتی‌گراد) را با مشاهده نشانگر دما ارزیابی کنند. همچنین، قابل قبول است که خروجی ترموکوپل قفل ایمنی بای‌پس ۱۴۰۰ درجه فارنهایت (۷۶۰ درجه سانتی‌گراد) به یک PLC یا ابزار دیگر به صورت موازی با قفل ایمنی بای‌پس ۱۴۰۰ درجه فارنهایت (۷۶۰ درجه سانتی‌گراد) وارد شود، به شرطی که دقت قفل ایمنی بای‌پس ۱۴۰۰ درجه فارنهایت (۷۶۰ درجه سانتی‌گراد) کاهش نیابد. PLC یا ابزار دیگر می‌تواند برای نظارت، روندیابی و هشدار خروجی ترموکوپل قفل ایمنی بای‌پس ۱۴۰۰ درجه فارنهایت (۷۶۰ درجه سانتی‌گراد) با مقایسه آن با اندازه‌گیری دمای مستقل، مانند قفل ایمنی دمای عملیاتی، استفاده شود.

A.8.17.4
اجزای حسگر دما، مانند ترموکوپل و سیم‌های گسترش، که برای محیط مورد نظر رتبه‌بندی نشده‌اند، در معرض خطر بیشتری برای اتصال کوتاه هستند.

Δ A.8.17.8
یک کنتاکت کمکی در دستگاه قفل ایمنی محدودیت دمای اضافی می‌تواند به عنوان قفل ایمنی بای‌پس ۱۴۰۰ درجه فارنهایت (۷۶۰ درجه سانتی‌گراد) استفاده شود، به شرطی که الزامات بخش ۸.۱۷.۲ برآورده شوند.

توضیحات کلیدی:

قطع برق خودکار یا دستی مدارهای تحت تأثیر به شرح زیر است:
(۱) خرابی سیستم (اتصال کوتاه) که توسط حفاظت معمول مدار شاخه‌ای برطرف نشده است (به NFPA 70 مراجعه شود).
(۲) دمای اضافی در بخشی از کوره که توسط دستگاه‌های کنترل دمای معمول کاهش نیافته است.
(۳) خرابی هر یک از کنترل‌های عملیاتی معمول که چنین خرابی می‌تواند به شرایط ناایمن منجر شود.
(۴) از دست رفتن برق که می‌تواند به شرایط ناایمن منجر شود.

A.8.18.1.5
الزامات بخش ۸.۱۸.۱.۵ ممکن است نیاز به کاهش ظرفیت (دریفت) برخی از اجزای لیست‌شده توسط سازندگان داشته باشد، مانند استفاده برای انواع دیگر خدمات صنعتی، کنترل موتور و همان‌طور که در جدول A.8.18.1.5 نشان داده شده است.

A.8.18.2
نقطه تنظیم دمای اضافی باید حداکثر در دمایی تنظیم شود که توسط سازنده مشخص شده است. اگر مواد قابل اشتعال یا سوختنی در یک کوره یا خشک‌کن پردازش می‌شوند، نقطه تنظیم باید دمایی باشد که اجازه ندهد مواد به دمای خوداشتعالی (Auto-Ignition Temperature) برسند. محدودیت‌های نقطه تنظیم بر اساس دمای خوداشتعالی برای کوره‌های با اتمسفر خاص و سوزاننده‌های بخار اعمال نمی‌شود. اگر به دلایل فرآیندی، کار باید از رسیدن به دمای بالا که کمتر از نقطه تنظیم دمای اضافی کوره است محافظت شود، می‌توان از یک قفل ایمنی اضافی محدودیت دما استفاده کرد، یا کنترل‌کننده دمای عملیاتی می‌تواند به‌طور مناسب قفل یا هشدار داده شود.

برای یک فن تخلیه با سرعت ثابت، با افزایش دمای کوره، جریان تخلیه کوره بر حسب فوت مکعب استاندارد در دقیقه کاهش می‌یابد. افزایش بیش از حد دما، تهویه ایمنی را کاهش می‌دهد و می‌تواند باعث انفجار بخار قابل اشتعال در کوره‌ها و خشک‌کن‌های مجهز به تهویه ایمنی شود.

A.8.18.2.5
برای تشخیص سایر خرابی‌های سنسور، مانند اتصال کوتاه ترموکوپل، که منجر به اقدامات مورد نیاز در بخش ۸.۱۸.۲.۴ نمی‌شود، اپراتور یا پرسنل نگهداری می‌توانند نشانگر دمای قفل ایمنی محدودیت دمای اضافی را ارزیابی کنند.

A.8.18.2.6
اجزای حسگر دما، مانند ترموکوپل و سیم‌های گسترش، که برای محیط مورد نظر رتبه‌بندی نشده‌اند، در معرض خطر بیشتری برای اتصال کوتاه هستند.

توضیحات کلیدی:

A.8.18.2.7
عنصر حسگر باید در جایی قرار گیرد که تفاوت بین سنسور کنترل دما و سنسور محدودیت دمای اضافی به حداقل برسد. عنصر حسگر دما در قفل ایمنی محدودیت دمای اضافی باید در جایی قرار گیرد که بتواند شرایط دمای اضافی را تشخیص دهد، شرایطی که باعث اولین آسیب به کوره یا کار می‌شود، زمانی که دما در کوره از حداکثر نقطه تنظیم عملیاتی فراتر می‌رود و برای ایمنی عملیات بسیار حیاتی است.

A.8.18.2.8
عنصر حسگر دما در قفل ایمنی محدودیت دمای اضافی می‌تواند توسط سایر ابزارهای اندازه‌گیری نظارت شود، به شرطی که دقت خوانش دمای قفل ایمنی محدودیت دمای اضافی کاهش نیابد.

A.8.19
نقطه تنظیم دمای اضافی باید حداکثر در دمایی تنظیم شود که توسط سازنده مشخص شده است. اگر مواد قابل اشتعال یا سوختنی در یک کوره یا خشک‌کن پردازش می‌شوند، نقطه تنظیم باید دمایی باشد که اجازه ندهد مواد به دمای خوداشتعالی (Auto-Ignition Temperature) برسند. محدودیت‌های نقطه تنظیم بر اساس دمای خوداشتعالی برای کوره‌های با اتمسفر خاص و سوزاننده‌های بخار اعمال نمی‌شود. اگر به دلایل فرآیندی، کار باید از رسیدن به دمای بالا که کمتر از نقطه تنظیم دمای اضافی کوره است محافظت شود، می‌توان از یک قفل ایمنی اضافی محدودیت دما استفاده کرد، یا کنترل‌کننده دمای عملیاتی می‌تواند به‌طور مناسب قفل یا هشدار داده شود.

برای یک فن تخلیه با سرعت ثابت، با افزایش دمای کوره، جریان تخلیه کوره بر حسب فوت مکعب استاندارد در دقیقه کاهش می‌یابد. افزایش بیش از حد دما، تهویه ایمنی را کاهش می‌دهد و می‌تواند باعث انفجار بخار قابل اشتعال در کوره‌ها و خشک‌کن‌های مجهز به تهویه ایمنی شود.

A.8.19.2
قطع جریان سیال انتقال حرارت به کوره می‌تواند با خاموش‌کردن سیستم مرکزی گرمایش سیال یا با بستن شیرهای قطع ایمنی سیال انتقال حرارت در خطوط تأمین و بازگشت کوره انجام شود. اگر از شیرهای قطع ایمنی سیال انتقال حرارت استفاده می‌شود، سیستم مرکزی گرمایش سیال ممکن است نیاز به یک حلقه اضطراری خودکار داشته باشد تا یک بار خنک‌کننده مصنوعی فراهم کند و جریان سیال را از طریق گرم‌کن حفظ کند.

Δ جدول
این بخش احتمالاً به یک جدول اشاره دارد که در ادامه متن آمده است

توضیحات کلیدی:

A.8.19.6
برای تشخیص سایر خرابی‌های سنسور، مانند اتصال کوتاه ترموکوپل، که منجر به اقدامات مورد نیاز در بخش ۸.۱۹.۵ نمی‌شود، اپراتور یا پرسنل نگهداری می‌توانند نشانگر دمای قفل ایمنی محدودیت دمای اضافی را ارزیابی کنند.

A.8.19.7
اجزای حسگر دما، مانند ترموکوپل و سیم‌های گسترش، که برای محیط مورد نظر رتبه‌بندی نشده‌اند، در معرض خطر بیشتری برای اتصال کوتاه هستند.

A.8.19.8
عنصر حسگر باید در جایی قرار گیرد که تفاوت بین سنسور کنترل دما و سنسور محدودیت دمای اضافی به حداقل برسد. عنصر حسگر دما در قفل ایمنی محدودیت دمای اضافی باید در جایی قرار گیرد که بتواند شرایط دمای اضافی را تشخیص دهد، شرایطی که باعث اولین آسیب به کوره یا کار می‌شود، زمانی که دما در کوره از حداکثر نقطه تنظیم عملیاتی فراتر می‌رود و برای ایمنی عملیات بسیار حیاتی است.

A.8.19.9
عنصر حسگر دما در قفل ایمنی محدودیت دمای اضافی می‌تواند توسط سایر ابزارهای اندازه‌گیری نظارت شود، به شرطی که دقت خوانش دمای قفل ایمنی محدودیت دمای اضافی کاهش نیابد.

توضیحات کلیدی:

دسته‌بندی‌های پایش گاز:

1. گازهای قابل احتراق / اشتعال‌پذیر
   • خطر انفجار.
   • برای جلوگیری از انفجار، باید سطح گاز در هوا کمتر از حد پایین انفجار (LEL) برای هر گاز نگه داشته شود یا اکسیژن از محیط حذف شود.
   • معمولاً در بازه ۰ تا ۱۰۰ درصد از حد پایین انفجار یا در محدوده قسمت در میلیون (ppm) اندازه‌گیری می‌شود.
   • دتکتورهای گاز قابل احتراق به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که پیش از وقوع شرایط بالقوه انفجاری هشدار دهند.
2. گازهای سمی / محرک
   • برای سلامت انسان خطرناک‌اند؛ باید میزان تماس کارکنان با این گازها پایش شود.
   • معمولاً در محدوده قسمت در میلیون (ppm) اندازه‌گیری می‌شوند.
   • دتکتورهای گاز سمی به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که پیش از رسیدن سطح گاز به غلظت زیان‌آور به کارکنان هشدار دهند.
   • برخی از دتکتورهای گاز سمی می‌توانند میانگین تماس در طول زمان را محاسبه کرده و مقادیر حد تماس کوتاه‌مدت (STEL) و میانگین وزنی زمان‌دار (TWA) را ارائه دهند.
3. اکسیژن
   • محیط‌هایی با میزان کم اکسیژن (کمتر از ۱۹.۵ درصد حجمی اکسیژن) «کم‌اکسیژن» تلقی شده و تنفس طبیعی انسان را مختل می‌کنند.
   • محیط‌هایی با میزان زیاد اکسیژن (بیش از ۲۵ درصد حجمی اکسیژن) «غنی از اکسیژن» تلقی شده و خطر انفجار در آن‌ها افزایش می‌یابد.
   • در بازه درصد حجمی اندازه‌گیری می‌شود (درصد طبیعی اکسیژن در هوا در سطح دریا ۲۰.۸ درصد حجمی است).
   • دتکتورهای اکسیژن به‌طور کلی به‌گونه‌ای تنظیم می‌شوند که در صورت کم بودن یا زیاد بودن بیش از حد اکسیژن در محیط، هشدار دهند.

 

فضاهای قابل احتراق

برای ایجاد شعله، وجود سه شرط ضروری است:
• یک منبع سوخت (مانند گاز متان یا بخارات بنزین)
• مقدار کافی اکسیژن (بیش از ۱۰ تا ۱۵ درصد) برای اکسید شدن یا سوختن سوخت
• یک منبع گرما (جرقه) برای شروع فرآیند

نمونه‌هایی از منابع گرما و جرقه:
• شعله‌های باز مانند شعله‌های فندک، مشعل، کبریت و مشعل‌های جوشکاری، رایج‌ترین منابع جرقه هستند.
• تابش در قالب نور خورشید یا سطوح داغ
• جرقه‌های ناشی از منابع مختلف مانند روشن یا خاموش کردن وسایل برقی، بیرون کشیدن دوشاخه‌ها، الکتریسیته ساکن یا کلیدهای الکتریکی

فضاهای قابل احتراق
عوامل مؤثر در فضاهای قابل احتراق

بخار در برابر گاز
اگرچه اصطلاحات «بخار» و «گاز» اغلب به‌جای یکدیگر استفاده می‌شوند، اما معانی یکسانی ندارند. واژه «بخار» به ماده‌ای اطلاق می‌شود که اگرچه در حالت گازی وجود دارد، اما به‌طور معمول در دمای اتاق به صورت مایع یا جامد است. وقتی می‌گوییم یک ماده مایع یا جامد در حال سوختن است، در واقع بخار آن ماده است که می‌سوزد. «گاز» به ماده‌ای گفته می‌شود که به‌طور طبیعی در دمای اتاق در حالت گازی است.

فشار بخار و نقطه جوش
فشار بخار، فشاری است که زمانی ایجاد می‌شود که یک جامد یا مایع با بخار خودش در حالت تعادل قرار دارد. این فشار به‌طور مستقیم با دما مرتبط است. مثالی از فشار بخار، فشاری است که توسط بخار یک مایع در یک ظرف بسته نیمه‌پر ایجاد می‌شود. بسته به دما، فشار بخار تا یک آستانه مشخص افزایش می‌یابد. وقتی این آستانه برسد، فضا «اشباع‌شده» در نظر گرفته می‌شود.

فشار بخار و نقطه جوش یک ماده شیمیایی تعیین می‌کنند که چه میزان از آن احتمال دارد وارد هوا شود. فشار بخار پایین به معنای مولکول‌های کمتری از آن ماده در هواست که قابل اشتعال باشند، بنابراین به‌طور کلی خطر کمتری وجود دارد. این همچنین به این معناست که مولکول‌های کمتری برای آشکارسازی وجود دارد و ممکن است آشکارسازی دشوارتر شده و نیاز به تجهیزات با حساسیت بیشتر باشد. با افزایش فشار بخار و کاهش نقطه جوش، احتمال تبخیر افزایش می‌یابد. اگر ظروف حاوی این نوع مواد شیمیایی باز بمانند یا بر روی سطوح بزرگ پخش شوند، احتمال خطر بیشتری به‌وجود می‌آید.

نقطه اشتعال (Flashpoint)
یک ماده قابل اشتعال تا زمانی که به نقطه اشتعال خود نرسد، بخار یا گاز کافی برای شروع آتش تولید نمی‌کند. نقطه اشتعال، پایین‌ترین دمایی است که در آن یک مایع بخار کافی برای ایجاد شعله تولید می‌کند. اگر دما پایین‌تر از این مقدار باشد، مایع بخار کافی برای اشتعال تولید نمی‌کند. اگر نقطه اشتعال برسد و یک منبع خارجی اشتعال مانند جرقه وجود داشته باشد، ماده آتش خواهد گرفت. سند NFPA-325M از آژانس ملی حفاظت در برابر آتش (NFPA) تحت عنوان ویژگی‌های خطر آتش مواد قابل اشتعال، گازها و حلال‌های فرّار، نقطه اشتعال بسیاری از مواد رایج را فهرست کرده است.

نقطه اشتعال اهمیت دارد زیرا نشان‌دهنده میزان خطر ناشی از یک مایع قابل اشتعال است. به‌طور کلی، هرچه نقطه اشتعال پایین‌تر باشد، تشکیل مخلوط‌های قابل اشتعال سوخت و هوا آسان‌تر بوده و در نتیجه خطر بیشتر است.

دمای خوداشتعالی
اگر ماده‌ای تا دمای مشخصی—یعنی دمای اشتعال خودبه‌خودی (یا «خوداشتعالی»)—گرم شود، بیشتر مواد شیمیایی قابل اشتعال می‌توانند بدون وجود منبع خارجی اشتعال، تنها با انرژی گرمایی خود، به‌طور خودبه‌خودی آتش بگیرند.

چگالی بخار
چگالی بخار نسبت وزن یک حجم از بخار قابل اشتعال به حجم مساوی از هوا است. بیشتر بخارهای قابل اشتعال سنگین‌تر از هوا هستند، بنابراین به سمت زمین حرکت کرده و در نواحی پایین‌تر تجمع می‌یابند. گاز یا بخاری که چگالی بخار آن بیشتر از ۱ باشد ممکن است در سطوح پایین حرکت کرده و به دنبال یک منبع اشتعال بگردد (برای مثال: هگزان با چگالی بخار ۳.۰). گاز یا بخاری که چگالی بخار آن کمتر از ۱ باشد تمایل دارد به سمت بالا حرکت کند (برای مثال: متان با چگالی بخار ۰.۶). چگالی بخار در تعیین محل بهینه نصب دتکتور اهمیت دارد، زیرا به پیش‌بینی محل احتمالی تجمع گاز یا بخار در یک اتاق یا فضا کمک می‌کند.

حدود انفجار
برای ایجاد شعله، مقدار کافی گاز یا بخار باید وجود داشته باشد؛ اما مقدار بیش‌ازحد گاز می‌تواند اکسیژن موجود در فضا را جابه‌جا کرده و مانع از احتراق شود. به همین دلیل، برای غلظت‌های پایین و بالا، حد مشخصی وجود دارد که در آن احتراق می‌تواند رخ دهد. این حدود به عنوان حد پایین انفجار (LEL) و حد بالای انفجار (UEL) شناخته می‌شوند. این‌ها همچنین به عنوان حد پایین اشتعال‌پذیری (LFL) و حد بالای اشتعال‌پذیری (UFL) نیز شناخته می‌شوند.

برای حفظ احتراق، محیط باید ترکیب مناسبی از سوخت و اکسیژن (هوا) داشته باشد. LEL حداقل مقدار گاز مورد نیاز برای احتراق و UEL حداکثر مقدار آن را نشان می‌دهد. مقادیر دقیق LEL برای گازهای مختلف متفاوت است و به صورت درصد حجمی در هوا اندازه‌گیری می‌شوند. مقادیر LEL و UEL گازها در سند NFPA 325 درج شده‌اند.

LEL معمولاً بین ۱.۴٪ تا ۵٪ حجمی است. با افزایش دما، انرژی کمتری برای ایجاد احتراق مورد نیاز است و درصد گاز لازم برای رسیدن به ۱۰۰٪ LEL کاهش یافته و در نتیجه خطر افزایش می‌یابد. محیطی با سطح اکسیژن بالاتر باعث افزایش UEL گاز، همچنین نرخ و شدت گسترش شعله می‌شود. از آنجا که مخلوطی از چندین گاز شرایط را پیچیده می‌کند، LEL دقیق آن‌ها باید از طریق آزمایش مشخص شود.

بیشتر ابزارهای اندازه‌گیری گازهای قابل احتراق در محدوده LEL کار می‌کنند و قرائت گاز را به صورت درصدی از LEL نمایش می‌دهند. برای مثال: عدد ۵۰٪ LEL به این معناست که مخلوط گاز نمونه‌برداری‌شده شامل نیمی از مقدار گاز مورد نیاز برای حمایت از احتراق است.

هر غلظتی از گاز یا بخار که بین این دو حد قرار گیرد، در محدوده قابل اشتعال (انفجاری) قرار دارد. مواد مختلف دارای پهنای متفاوتی از محدوده اشتعال‌پذیری هستند — برخی بسیار گسترده و برخی دیگر باریک‌تر هستند. موادی که محدوده اشتعال‌پذیری وسیع‌تری دارند، معمولاً خطرناک‌تر محسوب می‌شوند، زیرا سطوح بیشتری از غلظت آن‌ها می‌تواند دچار اشتعال شود.

فضاهایی که در آن‌ها سطح غلظت گاز پایین‌تر از LEL است (سوخت کافی برای اشتعال وجود ندارد)، «لاغر» (lean) و غیرقابل اشتعال نامیده می‌شوند؛ و فضاهایی که سطح گاز بالاتر از UEL است (اکسیژن کافی برای اشتعال وجود ندارد)، «غلیظ» (rich) و غیرقابل اشتعال تلقی می‌شوند.

فضاهای سمی

پایش گازهای سمی
گاز سمی به گازی گفته می‌شود که توانایی آسیب رساندن به بافت‌های زنده، اختلال در سیستم عصبی مرکزی، ایجاد بیماری‌های شدید یا—در موارد حاد—مرگ را دارد، زمانی که از طریق بلع، تنفس یا جذب از راه پوست یا چشم وارد بدن شود. میزان لازم برای ایجاد این اثرات به‌طور گسترده‌ای با توجه به ماهیت ماده و مدت زمان تماس متفاوت است. «سمیت حاد» به تماس کوتاه‌مدت مانند یک مواجهه‌ی لحظه‌ای اشاره دارد. «سمیت مزمن» به تماس بلندمدت مانند مواجهه‌های مکرر یا طولانی اشاره دارد.

پایش گازهای سمی اهمیت دارد زیرا برخی از این مواد قابل مشاهده یا بوییدن نیستند و اثرات فوری ندارند. بنابراین شناسایی خطر گاز از طریق حواس فرد معمولاً خیلی دیر و پس از رسیدن غلظت به سطح زیان‌آور انجام می‌شود.

اثرهای سمی گازها از بی‌ضرر تا بسیار سمی متغیر است. برخی در مواجهه‌های کوتاه و در سطح پایین نیز تهدیدکننده‌ی زندگی هستند، در حالی که برخی دیگر تنها در مواجهه‌های مکرر و با غلظت بالا خطرناک‌اند. میزان خطری که یک ماده برای یک کارگر ایجاد می‌کند، به عوامل مختلفی بستگی دارد که شامل سطح غلظت گاز و مدت زمان تماس است.

حدود تماس مجاز
کنفرانس آمریکایی متخصصان بهداشت صنعتی دولتی (ACGIH) فهرستی سالانه و بازبینی‌شده از حدود مجاز تماس با ترکیبات صنعتی رایج منتشر می‌کند که با عنوان «مقادیر حد آستانه (TLV) و شاخص‌های تماس زیستی (BEI) بر اساس مستندات حدود آستانه مواد شیمیایی و عوامل فیزیکی» شناخته می‌شود. (برای سفارش نسخه‌ای از آن به www.acgih.org مراجعه کنید).
ACGIH مفهوم مقدار حد آستانه (TLV) را تعریف کرده است؛ TLV به غلظت مجاز یک ماده آلاینده در هوا گفته می‌شود که تصور می‌شود تقریباً همه کارگران بتوانند به‌طور مکرر و روزانه در طول عمر کاری خود در معرض آن قرار گیرند بدون اینکه دچار اثرات زیان‌آور شوند. این مقادیر بر اساس ترکیبی از تجربه صنعتی و مطالعات انسانی و حیوانی تعیین شده‌اند.

میانگین‌های وزنی زمانی (TWA)
مقادیر TLV معمولاً به‌صورت میانگین وزنی ۸ ساعته در نظر گرفته می‌شوند. جنبه میانگین‌گیری به این معناست که مواجهه‌هایی بالاتر از حد مجاز قابل‌قبول است، به شرطی که با دوره‌هایی از تماس کمتر از حد مجاز جبران شوند.

محدودیت‌های تماس کوتاه‌مدت (STEL)
محدودیت‌های تماس کوتاه‌مدت غلظت‌هایی هستند که بالاتر از میانگین ۸ ساعته‌اند و کارگران می‌توانند برای مدت زمان کوتاه در معرض آن‌ها قرار گیرند بدون اینکه دچار اثرات زیان‌آور شوند. (اگر غلظت به اندازه کافی بالا باشد، حتی یک بار تماس نیز می‌تواند اثرات مضر بر سلامت داشته باشد.)
STEL برای موقعیت‌هایی به‌کار می‌رود که در آن کارگر در معرض غلظت بالای گاز قرار دارد اما فقط برای مدت کوتاهی. این محدودیت‌ها به‌صورت میانگین وزنی ۱۵ دقیقه‌ای تعریف می‌شوند که نباید حتی در صورتی که میانگین ۸ ساعته کمتر از مقدار TLV باشد، از آن فراتر رود.

غلظت‌های سقفی (Ceiling Concentrations)
برای برخی از گازهای سمی، حتی یک تماس که از TLV فراتر رود می‌تواند برای سلامت کارگر خطرناک باشد. در این موارد، از غلظت‌های سقفی استفاده می‌شود تا سطوحی را مشخص کند که هرگز نباید از آن‌ها عبور شود.

حدود مجاز تماس (PELs)
حدود مجاز تماس (Permissible Exposure Limits) توسط اداره ایمنی و بهداشت شغلی ایالات متحده (OSHA) تدوین و اجرا می‌شوند. بخش ۱۹۱۰.۱۰۰۰ از بخش ۲۹ کد مقررات فدرال (CFR) این استانداردها را شامل می‌شود که مشابه مقادیر TLV سازمان ACGIH هستند، با این تفاوت که PEL به‌صورت قانونی الزام‌آور است نه صرفاً توصیه‌شده. با این حال، دقیق‌ترین مقادیر PEL معمولاً در برگه‌های اطلاعات ایمنی مواد (MSDS) درج شده‌اند.

شرایط فوری خطرناک برای زندگی و سلامت (IDLH)
مؤسسه ملی ایمنی و بهداشت شغلی (NIOSH) شرایط تماس IDLH را به‌عنوان شرایطی تعریف می‌کند که در آن، قرار گرفتن در معرض آلاینده‌های هوابرد می‌تواند منجر به مرگ، اثرات مضر فوری یا تأخیری دائمی بر سلامت شود یا مانع از فرار فرد از آن محیط گردد.
از آنجا که مقادیر IDLH برای تضمین توانایی کارگر در فرار از محیط خطرناک در صورت از کار افتادن تجهیزات حفاظت تنفسی تعیین شده‌اند، این مقادیر عمدتاً برای تعیین نوع مناسب وسایل حفاظت تنفسی مطابق با استانداردهای OSHA به‌کار می‌روند.

کاهش یا افزایش سطح اکسیژن

کمبود اکسیژن (Oxygen Deficiency)
هوای طبیعی محیط دارای غلظت ۲۰.۸ درصد حجمی اکسیژن است. زمانی که سطح اکسیژن به کمتر از ۱۹.۵ درصد از کل ترکیب هوا کاهش یابد، آن فضا «کم‌اکسیژن» در نظر گرفته می‌شود. در چنین محیط‌هایی، اکسیژن لازم برای ادامه‌ی حیات ممکن است با گازهای دیگری مانند دی‌اکسید کربن جایگزین شود. این امر منجر به ایجاد فضایی می‌شود که در صورت تنفس، می‌تواند خطرناک یا کشنده باشد.

کمبود اکسیژن همچنین ممکن است بر اثر زنگ‌زدگی، خوردگی، تخمیر یا سایر اشکال اکسایش که اکسیژن مصرف می‌کنند، ایجاد شود. در فرآیند تجزیه مواد، اکسیژن از جو برای تأمین واکنش اکسایش مصرف می‌شود.

تأثیرات کمبود اکسیژن ممکن است تدریجی یا ناگهانی باشد، که این موضوع به غلظت کلی اکسیژن و همچنین سطوح دیگر گازهای موجود در فضا بستگی دارد. به‌طور کلی، کاهش سطح اکسیژن محیط باعث بروز علائم فیزیولوژیکی زیر می‌شود:

درصد اکسیژن	اثرات فیزیولوژیکی
۱۹.۵ تا ۱۶	بدون اثر قابل مشاهده
۱۶ تا ۱۲	افزایش سرعت تنفس، افزایش ضربان قلب، اختلال در تمرکز، تفکر و هماهنگی حرکتی
۱۴ تا ۱۰	قضاوت نادرست، ضعف در هماهنگی عضلانی، خستگی سریع در اثر فعالیت، تنفس متناوب
۱۰ تا ۶	تهوع و استفراغ، ناتوانی در انجام حرکات شدید یا از دست دادن توان حرکتی، بیهوشی و در ادامه مرگ
کمتر از ۶	دشواری در تنفس، حرکات تشنجی، مرگ

غنی شدن اکسیژن (Oxygen Enrichment)
زمانی که غلظت اکسیژن در فضا به بالاتر از ۲۰.۸ درصد حجمی افزایش یابد، آن محیط «غنی از اکسیژن» محسوب می‌شود و مستعد ناپایداری خواهد بود. در نتیجه افزایش سطح اکسیژن، احتمال و شدت آتش‌سوزی ناگهانی یا انفجار به‌شدت افزایش می‌یابد.

 

فناوری‌های آشکارسازی گاز

امروزه انواع مختلفی از فناوری‌های آشکارسازی گاز مورد استفاده قرار می‌گیرند. از جمله رایج‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کاتالیستی مهره‌ای (Catalytic Bead)
  • نیمه‌رسانای اکسید فلز (که با عنوان «حالت جامد» نیز شناخته می‌شود)
  • مادون قرمز نقطه‌ای با مسیر کوتاه (Point Infrared Short Path)
  • مادون قرمز باز با مسیر بلند (Open (Long Path) Infrared)
  • مادون قرمز فوتواکوستیک (Photoacoustic Infrared)
  • الکتروشیمیایی برای آشکارسازی گازهای سمی
  • الکتروشیمیایی برای آشکارسازی اکسیژن
  • رسانایی گرمایی (Thermal Conductivity)
  • یونیزاسیون نوری (Photoionization)
  • مادون قرمز غیرپراکندگی (NDIR)

جدول‌ها و نمودارهای صفحات بعدی عملکرد هر یک از این فناوری‌ها را به‌صورت خلاصه نمایش می‌دهند.

فناوری: کاتالیستی مهره‌ای (Catalytic Bead)

نوع گاز قابل تشخیص:
گازهای قابل احتراق

اصل عملکرد:
از یک مهره کاتالیستی برای اکسید کردن گاز قابل احتراق استفاده می‌کند؛ پل ویتستون تغییر مقاومت ایجاد شده را به سیگنال الکتریکی دتکتور تبدیل می‌کند.

توضیح دقیق:
یک سیم پیچ با پوشش ماده‌ای شیشه‌ای یا سرامیکی که روی آن کاتالیزور قرار دارد، به صورت الکتریکی تا دمایی گرم می‌شود که بتواند گاز تحت پایش را بسوزاند (اکسید کند). این فرآیند گرما تولید کرده و دمای سیم را افزایش می‌دهد. با افزایش دمای سیم، مقاومت الکتریکی آن نیز افزایش می‌یابد. این مقاومت توسط مدار پل ویتستون اندازه‌گیری شده و این اندازه‌گیری به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود که توسط دتکتور گاز استفاده می‌شود. سنسور دوم به نام جبران‌کننده برای جبران تغییرات دما، فشار و رطوبت به کار می‌رود.

محدوده اندازه‌گیری:
درصدی از حد پایین انفجار (% LEL)

مزایا:
طول عمر بالا، حساسیت کمتر به تغییرات دما، رطوبت، تراکم و فشار؛ دقت بالا؛ پاسخ سریع؛ توانایی پایش گستره وسیعی از گازها و بخارهای قابل احتراق در هوا.

معایب:
مستعد مسمومیت سنسور؛ نیاز به هوا یا اکسیژن؛ طول عمر کاهش‌یافته در مواجهه‌های مکرر یا مداوم با غلظت‌های بالای LEL.

فناوری: نیمه‌رسانای اکسید فلز (Metal Oxide Semiconductor)

نوع گاز قابل تشخیص:
گازهای قابل احتراق؛ گازهای سمی

اصل عملکرد:
این دتکتور از اکسید فلزی ساخته شده است که در واکنش به حضور گاز، مقاومت آن تغییر می‌کند؛ این تغییر مقاومت اندازه‌گیری شده و به مقدار غلظت گاز تبدیل می‌شود.

توضیح دقیق:
یک ماده نیمه‌رسانا (اکسید فلز) روی یک بستر عایق بین دو الکترود قرار می‌گیرد.
بستر تا دمایی گرم می‌شود که حضور گاز می‌تواند باعث تغییر برگشت‌پذیر در رسانایی ماده نیمه‌رسانا شود. وقتی گازی وجود ندارد، اکسیژن به صورت یون روی سطح جذب شده و سنسور نیمه‌رسانا می‌شود؛ وقتی مولکول‌های گاز مورد نظر حضور دارند، جایگزین یون‌های اکسیژن شده و مقاومت بین الکترودها کاهش می‌یابد. این تغییر به‌صورت الکتریکی اندازه‌گیری شده و متناسب با غلظت گاز است.

محدوده اندازه‌گیری:
قسمت در میلیون (PPM)

مزایا:
حساسیت بالا (قادر به تشخیص غلظت‌های پایین)؛ دامنه دمای عملکرد وسیع؛ عمر طولانی.

معایب:
غیر اختصاصی (حساسیت متقاطع به ترکیبات دیگر)؛ خروجی غیرخطی؛ حساس به تغییرات رطوبت؛ مستعد مسمومیت.

 

 

فناوری: مادون قرمز نقطه‌ای با مسیر کوتاه (Point Infrared Short Path)
(همچنین با نام مادون قرمز غیرپخشی یا NDIR شناخته می‌شود)

 

نوع گاز قابل تشخیص:
گازهای قابل احتراق

 

اصل عملکرد:
این فناوری از قابلیت جذب پرتو مادون قرمز توسط گازها استفاده می‌کند. دو نمونه گاز شامل گاز مورد نظر و یک گاز مرجع بی‌اثر در معرض تابش مادون قرمز قرار می‌گیرند. میزان عبور نور از هر نمونه اندازه‌گیری شده و با هم مقایسه می‌شود تا غلظت گاز هدف تعیین گردد.

 

توضیح دقیق:
از یک منبع مادون قرمز با مدولاسیون الکتریکی و دو آشکارساز استفاده می‌شود که انرژی مادون قرمز را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند. هر آشکارساز به دامنه خاصی از طول موج مادون قرمز حساس است.
پرتو ساطع‌شده از منبع از طریق یک پنجره وارد حجم باز محفظه می‌شود. ممکن است از یک آینه در انتهای مسیر برای بازتاب انرژی و هدایت آن به سمت آشکارسازها استفاده شود.

وجود گاز قابل احتراق باعث کاهش شدت پرتو دریافتی توسط آشکارساز تحلیلی می‌شود، اما شدت پرتو دریافت‌شده توسط آشکارساز مرجع تغییر نمی‌کند.
میکروپروسسور نسبت این دو سیگنال را بررسی کرده و آن را به درصد حد پایین انفجار (%LEL) تبدیل می‌کند.

 

محدوده اندازه‌گیری:
درصد حد پایین انفجار (%LEL)

مزایا:
دقت و گزینش‌پذیری بالا
دامنه اندازه‌گیری وسیع
نیاز به نگهداری پایین
مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی مسموم‌کننده
عدم نیاز به اکسیژن یا هوا
پایداری کالیبراسیون (عدم نیاز به کالیبراسیون دوره‌ای)
عملکرد ایمن در خطا (Fail-to-safe)
نسبت به دتکتورهای مسیر باز، اندازه‌گیری دقیق در محل نقطه‌ای

 

معایب:
مناسب برای تشخیص گاز هیدروژن نیست.

 

فناوری: مادون قرمز مسیر باز (Open Path Infrared)

 

نوع گاز قابل تشخیص:
گازهای قابل احتراق

اصل عملکرد:
عملکرد مشابه دتکتورهای مادون قرمز نقطه‌ای دارد، با این تفاوت که منبع مادون قرمز از آشکارساز جدا شده است.

 

توضیح دقیق:
دتکتورهای مسیر باز مادون قرمز، مفهوم تشخیص نقطه‌ای را به مسیرهایی با طول تا ۱۰۰ متر گسترش می‌دهند. مانند نمونه‌های نقطه‌ای، این دتکتورها از دو پرتو استفاده می‌کنند:

• پرتو “نمونه” در طول موجی از مادون قرمز قرار دارد که توسط هیدروکربن‌ها جذب می‌شود.
• پرتو “مرجع” در طول موجی خارج از محدوده جذب گاز قرار دارد.

نسبت بین این دو پرتو به‌طور پیوسته مقایسه می‌شود:
در حالت بدون گاز، نسبت سیگنال‌ها ثابت باقی می‌ماند.
وقتی ابر گاز از مسیر عبور می‌کند، پرتو نمونه به نسبت غلظت گاز جذب یا تضعیف می‌شود، اما پرتو مرجع بدون تغییر باقی می‌ماند.
سیستم، حاصل‌ضرب غلظت متوسط گاز در عرض ابر گاز را محاسبه کرده و مقدار را به‌صورت درصد حد پایین انفجار بر متر (%LEL/m) نمایش می‌دهد.

 

محدوده اندازه‌گیری:
درصد حد پایین انفجار بر متر (%LEL/m)

 

مزایا:
دقت و گزینش‌پذیری بالا
دامنه اندازه‌گیری وسیع
نیاز به نگهداری پایین
مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی مسموم‌کننده
عدم نیاز به اکسیژن یا هوا
پایداری کالیبراسیون (عدم نیاز به کالیبراسیون دوره‌ای)
عملکرد ایمن در خطا (Fail-to-safe)

 

معایب:
مناسب برای تشخیص گاز هیدروژن نیست
برخلاف فناوری نقطه‌ای، محل نشت گاز را به‌طور دقیق مشخص نمی‌کند
نیاز به مسیر باز و بدون مانع بین منبع و آشکارساز دارد

فناوری: مادون قرمز مسیر باز (Open Path Infrared)

 

نوع گاز قابل تشخیص:
گازهای قابل اشتعال (Combustible gases)

 

اصل عملکرد:
مشابه دتکتورهای مادون قرمز نقطه‌ای (Point IR) عمل می‌کند، با این تفاوت که منبع تابش مادون قرمز و آشکارساز از یکدیگر جدا هستند.

 

توضیح تفصیلی:
دتکتورهای مسیر باز مادون قرمز، روش تشخیص نقطه‌ای را به مسیری با طول حداکثر ۱۰۰ متر گسترش می‌دهند. مانند فناوری نقطه‌ای، این سیستم از دو پرتو استفاده می‌کند:

• پرتو نمونه (Sample Beam): در طول موج مادون قرمز قرار دارد که توسط گازهای هیدروکربنی جذب می‌شود.
• پرتو مرجع (Reference Beam): خارج از محدوده جذب گاز قرار دارد و تحت تأثیر حضور گاز نیست.

نسبت شدت این دو پرتو به‌صورت پیوسته مقایسه می‌شود:
اگر گازی وجود نداشته باشد، نسبت دو سیگنال ثابت می‌ماند.
وقتی ابری از گاز از مسیر عبور می‌کند، شدت پرتو نمونه کاهش می‌یابد، ولی پرتو مرجع ثابت باقی می‌ماند.
سیستم با مقایسه این نسبت، مقدار حاصل‌ضرب میانگین غلظت گاز و عرض ابر گاز را محاسبه می‌کند.

واحد اندازه‌گیری: درصد حد انفجار پایین در واحد متر (%LEL/m)

 

مزایا:

• دقت و گزینش‌پذیری بالا
• دامنه وسیع اندازه‌گیری
• نیاز به نگهداری بسیار کم
• مقاوم در برابر مسمومیت شیمیایی
• نیاز نداشتن به هوا یا اکسیژن محیط
• پایداری بسیار خوب در کالیبراسیون (عدم نیاز به کالیبراسیون منظم)
• طراحی Fail-to-safe (ایمن در صورت بروز خطا)

 

معایب:

• برای تشخیص گاز هیدروژن مناسب نیست

• نسبت به فناوری نقطه‌ای، توانایی تعیین دقیق محل نشت گاز را ندارد
• نیاز به مسیر مستقیم و بدون مانع بین منبع و آشکارساز دارد

 

 

فناوری: مادون قرمز فوتواکوستیک (Photoacoustic Infrared)

 

نوع گاز قابل تشخیص:
گازهای قابل اشتعال و گازهای سمی (Combustible gases; Toxic gases)

 

اصل عملکرد:
از توانایی جذب پرتو مادون قرمز توسط گاز و تغییرات فشار ناشی از آن استفاده می‌شود.

 

توضیح تفصیلی:
نمونه گاز در معرض نور مادون قرمز قرار می‌گیرد. زمانی که مولکول‌های گاز نور را جذب می‌کنند، ضربان یا پالس فشاری تولید می‌شود.
مقدار این پالس فشاری مستقیماً نشان‌دهنده غلظت گاز موجود است.
این تغییرات فشار توسط میکروفون یا سنسور حساس به فشار تشخیص داده می‌شود و به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌گردد.

واحدهای اندازه‌گیری:

• درصد حد انفجار پایین (%LEL)
• درصد حجمی (% by volume)
• قسمت در میلیون (PPM)
• قسمت در میلیارد (PPB)

 

مزایا:

• حساسیت بالا
• خروجی خطی
• استفاده آسان
• مقاوم در برابر مسمومیت سنسور
• پایداری بلندمدت

 

معایب:

• برای تشخیص گاز هیدروژن مناسب نیست

 

فناوری: الکتروشیمیایی برای گازهای سمی (Electrochemical Toxic Gases)

 

نوع گاز قابل تشخیص:
گازهای سمی (Toxic gases)

 

اصل عملکرد:
واکنش الکتروشیمیایی برای تولید جریانی که متناسب با غلظت گاز است.

 

توضیح تفصیلی:
سنسور شامل یک محفظه با ژل یا الکترولیت و دو الکترود فعال است:

• الکترود اندازه‌گیری (آند)
• الکترود متقابل (کاتد)
  یک الکترود سوم (مرجع) ولتاژ ثابت بین آند و کاتد را حفظ می‌کند.

نمونه گاز از طریق غشاء وارد محفظه می‌شود.

در آند واکنش اکسیداسیون و در کاتد واکنش کاهش رخ می‌دهد.
در نتیجه، یون‌های مثبت به سمت کاتد و یون‌های منفی به سمت آند حرکت می‌کنند.
این جریان الکتریکی متناسب با غلظت گاز سمی تولید می‌شود.

واحد اندازه‌گیری:
قسمت در میلیون (PPM) برای گازهای سمی

 

مزایا:

• حساسیت بالا
• خروجی خطی
• کاربری آسان

 

معایب:

• عمر مفید محدود
• تأثیرپذیر از گازهای مزاحم (interferents)
• کاهش طول عمر در محیط‌های بسیار خشک یا بسیار گرم

 

 

 

 

دتکتور گاز الکتروشیمیائی گازهای سمی

Electrochemical Toxic Sensor

 

 

فناوری: الکتروشیمیایی برای سنجش اکسیژن (Electrochemical Oxygen)

 

نوع گاز قابل تشخیص:
کمبود یا غنی‌شدگی اکسیژن (O₂)

 

اصل عملکرد:
واکنش الکتروشیمیایی برای تولید جریانی که متناسب با غلظت اکسیژن است.

 

توضیح تفصیلی:
سنسور شامل محفظه‌ای حاوی ژل یا الکترولیت و دو الکترود است:

• الکترود اندازه‌گیری (آند)
• الکترود مرجع/متقابل (معمولاً از جنس سرب)

نمونه گاز از طریق غشاء وارد محفظه می‌شود.
واکنش اکسیداسیون در آند و واکنش کاهش در کاتد رخ می‌دهد.
جریان یونی ایجادشده، متناسب با غلظت اکسیژن، یک جریان الکتریکی تولید می‌کند که توسط دستگاه اندازه‌گیری می‌شود.

واحد اندازه‌گیری:
درصد حجمی اکسیژن (% Volume)

 

مزایا:

• حساسیت بالا
• خروجی خطی
• کاربری آسان
• مقاوم در برابر سمّی شدن سنسور

معایب:

• عمر مفید محدود
• تأثیرپذیر از گازهای مزاحم (interferents)
• کاهش عمر در محیط‌های بسیار خشک یا بسیار گرم، یا در شرایط اکسیژن غنی‌شده

 

 

 

دتکتور گاز الکتروشیمیائی گاز اکسیژن

Typical Electrochemical Oxygen Sensor

 

 

دتکتور گاز  رسانایی حرارتی معمولی

Typical Thermal Conductivity Sensor

 

فناوری: رسانش گرمایی (Thermal Conductivity)

نوع گاز قابل تشخیص:
گازهای قابل اشتعال و گازهای سمی

 

اصل عملکرد:
سنجش توانایی گاز برای انتقال حرارت با مقایسه آن با یک گاز مرجع (معمولاً هوا)

توضیح تفصیلی:
در این روش از دو سنسور استفاده می‌شود:

• سنسور آشکارساز (Detecting Sensor)
• سنسور جبران‌کننده (Compensating Sensor)

هر دو سنسور در یک پل ویتستون (Wheatstone Bridge) قرار دارند.
سنسور آشکارساز در معرض گاز موردنظر قرار دارد، در حالی که سنسور جبران‌کننده در محفظه‌ای با هوای تمیز مهر و موم شده است.
وقتی گاز وارد سنسور آشکارساز می‌شود، باعث خنک شدن آن می‌گردد که این امر مقاومت الکتریکی را تغییر می‌دهد.
این تغییر مقاومت متناسب با غلظت گاز است.
سنسور جبران‌کننده تضمین می‌کند که تغییر دما ناشی از خود گاز است نه دمای محیط یا عوامل دیگر.

واحد اندازه‌گیری:
PPM تا ۱۰۰٪ حجمی

 

مزایا:

• دامنه وسیع اندازه‌گیری

 

معایب:

• غیر اختصاصی (به سایر ترکیبات نیز واکنش نشان می‌دهد)
• برای گازهایی با رسانش گرمایی نزدیک به یک (مانند هوا، NH₃، CO، NO، O₂، N₂) مناسب نیست
• اندازه‌گیری گازهایی با رسانش گرمایی کمتر از یک دشوارتر است
• خروجی سیگنال همیشه خطی نیست

 

فناوری: یونیزاسیون نوری (Photoionization – PID)

 

نوع گاز قابل تشخیص:
گازهای سمی (ترکیبات آلی)

 

اصل عملکرد:
مبنای آشکارسازی بر اساس یونیزه کردن گاز با استفاده از پرتو فرابنفش (UV)

 

توضیح تفصیلی:
دتکتور یونیزاسیون نوری (PID) از یک لامپ فرابنفش برای یونیزه کردن ترکیب موردنظر استفاده می‌کند.
مولکول‌های گاز تحت تابش فرابنفش یونیزه شده و یون‌ها تولید می‌شوند.
این یون‌ها روی یک الکترود جمع‌آوری می‌گردند و جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند.
مقدار این جریان متناسب با غلظت گاز است و به‌صورت عددی در واحد PPM یا مقادیر زیر PPM (sub-ppm) روی نمایشگر دستگاه نشان داده می‌شود.

 

واحد اندازه‌گیری:
PPM و زیر PPM

 

مزایا:

• سرعت پاسخ‌دهی بسیار بالا
• توانایی تشخیص در سطوح بسیار پایین
• قابلیت تشخیص طیف گسترده‌ای از ترکیبات

 

معایب:

• هزینه بالا
• نیاز به نگهداری بیشتر
• نیاز به کالیبراسیون مکرر
• غیر اختصاصی بودن (عدم تمایز دقیق بین ترکیبات مشابه)
• حساسیت به رطوبت

 

دتکتور گاز فوتویونیزاسیون

Photoionization Sensor Design

روش‌های نمونه‌برداری گاز

سه روش اصلی برای نمونه‌برداری از گاز وجود دارد:

۱. نمونه‌برداری به روش انتشار (Diffusion Sampling)
۲. نمونه‌برداری با پمپ (Pumped Sampling)
۳. نمونه‌برداری با مکش (Aspirated Sampling)

 

نمونه‌برداری به روش انتشار (Diffusion Sampling)

در این روش، انتقال گاز به سمت حسگر از طریق حرکت طبیعی مولکول‌ها از ناحیه‌ای با غلظت بالا به ناحیه‌ای با غلظت پایین صورت می‌گیرد.
واژه «انتشار» به فرایندی اشاره دارد که در آن مولکول‌ها یا ذرات دیگر به دلیل حرکت حرارتی تصادفی خود با یکدیگر مخلوط می‌شوند.
شرایط محیطی مانند دما، جریان‌های هوا و سایر عوامل محیطی بر میزان و سرعت انتشار تأثیر می‌گذارند.

 

مزایا:

• نصب دتکتور دقیقاً در نقطه موردنظر برای نمونه‌گیری انجام می‌شود.
• پاسخ‌دهی سریع به دلیل عدم نیاز به انتقال نمونه
• عدم نیاز به پمپ یا فیلتر و در نتیجه نگهداری ساده‌تر

 

نمونه‌برداری با پمپ (Pumped Sampling)

در این روش، یک پمپ برای مکش نمونه گاز از یک مکان دوردست به داخل یا از میان حسگر به‌کار گرفته می‌شود.
با استفاده از نمونه‌برداری پمپی، امکان جمع‌آوری نمونه‌ها به‌صورت همزمان از دو یا چند محل مختلف وجود دارد.

 

مزایا:

• قابلیت نمونه‌گیری از فواصل دور
• امکان پایش هم‌زمان چند نقطه
• مناسب برای کاربردهایی که در آن حسگر نمی‌تواند مستقیماً در محل نمونه‌برداری نصب شود

 

توجه:

• این روش نیاز به تجهیزات مکانیکی (پمپ) دارد که ممکن است نیازمند نگهداری منظم باشند.
• ممکن است به زمان انتقال نمونه نیاز داشته باشد که باعث تاخیر در پاسخ‌دهی شود.

 

شرایط مناسب برای نمونه‌برداری پمپی (Pumped Sampling):

مواردی که این روش توصیه می‌شود:

• نقطه نمونه‌برداری بسیار گرم یا بسیار سرد است.
• دسترسی به محل نمونه‌برداری دشوار است.
• بخارهای سنگین وجود دارد که به‌خوبی با نیروهای طبیعی پخش نمی‌شوند.
• در برخی کاربردها، استفاده از پمپ می‌تواند سیستم را از کلاس ضدانفجار (XP) به کلاس کاربرد عمومی (GP) تبدیل کند.
  (در این حالت، ممکن است نیاز به نصب مهارکننده شعله (Flashback Arrestor) بین ورودی نمونه و حسگر باشد.)
• مناسب برای فضاهای بسته و محدود (Confined Spaces)

 

نمونه‌برداری آسپیره (Aspirated Sampling)

در این روش، نمونه گاز با استفاده از مکش غیرفعال یا جریان طبیعی به داخل یا از میان حسگر کشیده می‌شود.

 

مزایای نمونه‌برداری آسپیره نسبت به پمپی:

• هزینه پایین‌تر
• نگهداری کمتر به‌دلیل نبود قطعات متحرک
  (در مقایسه با پمپ که نیاز به تعمیرات دوره‌ای دارد)

 

سازمان بین‌المللی استانداردسازی (ISO) یک نهاد مستقل و غیردولتی است که استانداردهای بین‌المللی را برای تضمین کیفیت، ایمنی و کارایی در صنایع مختلف تدوین می‌کند. استانداردهایISO در سطح جهانی پذیرفته شده و به بهبود عملکرد سیستم‌های مختلف، از جمله سیستم‌های اعلام حریق، کمک می‌کنند. یکی از مهم‌ترین استانداردهای مرتبط با اعلام حریق، ISO 7240-12است که به بیم دتکتورهای دودی اختصاص دارد. این استاندارد دستورالعمل‌های دقیقی را برای طراحی، عملکرد، نصب و آزمون این تجهیزات ارائه می‌دهد تا عملکرد صحیح و دقت بالای آن‌ها تضمین شود.

بیم دتکتور تجهیزاتی است که با استفاده از پرتو نوری مادون قرمز یا لیزری کاهش شفافیت هوا ناشی از دود را تشخیص می‌دهند. این دتکتورها به‌طور کلی در دو نوع اصلی طبقه‌بندی می‌شوند:

(Projected Beam Smoke Detector)

در این نوع، فرستنده و گیرنده در دو نقطه جداگانه قرار دارند و پرتو نوری از فرستنده به گیرنده ارسال می‌شود. در صورت کاهش شدت نور به دلیل وجود دود، آلارم فعال می‌شود.

(Reflective Beam Smoke Detector)

در این مدل، فرستنده و گیرنده در یک واحد قرار دارند و یک بازتابنده در سمت مقابل نصب می‌شود. پرتو پس از برخورد به بازتابنده، به گیرنده بازمی‌گردد و کاهش شدت آن نشانه وجود دود است.

الزامات بیم دتکتورها در استاندارد ISO 7240-12

استاندارد ISO 7240-12 دستورالعمل‌هایی برای طراحی، نصب، آزمایش و نگهداری بیم دتکتورها ارائه می‌دهد. برخی از مهم‌ترین الزامات این استاندارد عبارت‌اند از:

1. معیارهای عملکردی

2. شرایط محیطی و محدودیت‌ها

3. الزامات نصب

4. الزامات نگهداری و آزمون‌های دوره‌ای

روش‌های آزمون بیم دتکتورها بر اساس ISO 7240-12

ISO 7240-12 شامل مجموعه‌ای از آزمون‌های عملکردی و محیطی است که دقت و قابلیت اطمینان بیم دتکتورها را تأیید می‌کند. برخی از این آزمون‌ها عبارت‌اند از:

مقاومت در برابر عوامل مزاحم و هشدارهای کاذب

بیم دتکتورها باید دارای فیلترهای نوری و الگوریتم‌های پردازش هوشمند باشند تا در برابر عوامل مزاحم مقاوم باشند. مهم‌ترین عوامل مزاحم که بیم دتکتورها باید در برابر آن‌ها ایمن باشند عبارت‌اند از:

نتیجه‌گیری

استاندارد ISO 7240-12 مجموعه‌ای از الزامات فنی، نصب، آزمایش و نگهداری برای بیم دتکتورها ارائه می‌دهد که رعایت آن‌ها باعث افزایش دقت و کاهش هشدارهای کاذب می‌شود. انتخاب مناسب، نصب اصولی و نگهداری منظم این تجهیزات مطابق با استاندارد ISO نقش مهمی در بهبود عملکرد سیستم‌های اعلام حریق دارد. این استاندارد باعث می‌شود بیم دتکتورها در شرایط مختلف محیطی و عملکردی بهینه عمل کنند و ایمنی ساختمان‌ها و تأسیسات حساس را تضمین نمایند.